Manual de Soldadura by Noel Urban

N. de Berardos y S. Ozczewky, quienes utilizaron el arco de carbón para la fusión local de aceros, esto fue en 1885. En 1887 empieza a desarrollarse el corte del acero, mediante chorros de oxígeno utilizado como material oxidante, siendo el que proporciona la energía calorí f-ica y el combustible necesario para el corte. En 1891 se logró la primer soldadura de dos placas iro diante un alambre de acero desnudo a través del cualse establecía el. arco eléctrico. En 1894 se logra la primer soldadura de aplicación — práctica industrialmente, utilizando la llama de oxi-hidrógeno. Ya en 1837 se había descubierto esta lla ma pero no se había usado en soldadura, por lo tantopuede decirse que primero se descubrió la soldadura de arco y después la soldadura por llama, aunque la soldadura de llama se desarrollo más en esa década -(lo30) y fue la primera en aportar resultados prácti cos. \

En 1901 se construye el primer soplete industrial - ox~;-acetilénico. E n . 1904 se construye el soplete para el cobre oxi1 1 ien ico. P^'.i el desarrollo completo de la soldadura y corte con soplete oxi-acetilénico,fue de vital importanciael desarrollo que tuvo la fabricación ¿¿ídustrial de oxigeno y acetileno. Ello obligó a que los procesos d e 'fabricación de Iosgases tuvieron un desarrollo paralelo a los descubri mientos y fabricación de los sopletes para soldaduray corte. En 1908 se da uno de los principales pasos para el de sarrollo de la soldadura de arco eléctrico, el cual consistió en agregar un revestimiento a los electro-dos metálicos usados para soldar, este descubrimiento fue realizado por el Sueco 0. Kjellberg .

En 1913 se fabrican las primeras máquinas de soldadu ra por resistencia eléctrica, dando lugar a un proce so muy versátil, por su fácil adaptación a las necesi dades requeridas y su rápida aplicación. En 1924 se descubre que la alta frecuencia ayuda a Estabilizar el arco eléctrico, sin necesidad de esta blecer contacto entre los electrodos. Este descubrimiento tiene aplicación primordial en el proceso T I G (Electrodo de tungsteno con gas inerte), en el cual el electrodo de tungsteno nunca debe tocar el metal base. En 1924 es descubierta la soldadura con hidrógeno ató mico la cual'TO'nsiste en establecer el arco eléctrico ■etfTTé dos electrodos de carbón y hacer pasar hidróge no a través, del arco, de tal manera que se transformeen hidrógeno atómico, con lo que se pbtiene un aumen to de temperatura en la zona del arco. Este proceso se perfeccionó y actualmente se emplt.u principalmente'para soldadura de coore y sus aleacio nes . En el año de 1934 el electrodo revestido alcanza una variedad cié aplicaciones industriales casi genero leí, por las composiciones químicas de los revestimientos que fueron ampliamente desarrollados en este año. En 193b se empiezan a utilizar gas*’ 1- inertes par<¡ pro teger ei arco eléctrico. El primer gas utilizado fue el hidrógeno y más tarde se utilizó el Argón. En 1936 se construye la primer máquina automática de soldadura, con electrodo de flujo continuo; esto fue en Estados Unidos. Este método es el que se está impo niendo actualmente y durante su desarrollo a alcanza do gran variedad de formas las cuales dependen princi pálmente del diámetro'del electrodo o del tipo de m e dio de protección de la zona de fusión y de arco eléc trico. Con este método son posibles combinaciones con electrodos cuyo diámetro varía desde micro alambres. (de diámetro muy reducido) hasta electrodos de 5 cms. de diámetro, y -ios medios de protección pueden ser --

fundente en polvo, tundente en pasta en el ir.. (.Mor del electrodo hueco o qases inertes fluyendo alrede dor del electrodo. En 1938 la soldadura por resistencia eléctrica, de sarrolla notablemente al introduci.se a su funciona-miento controles electrónicos que daban una mayor pre cisión tanto en temperatura como en dimensiones de la zona soldada, alcanzándose grandes velocidades de sol d e o . Los primeros fabricantes de este tipo de máqui- ñas fueron: General Flectric Co., y Westinghouse de Estados Unidos. Desde que fue descubierta la soldadura por arco eléc trico y el empleo de revestimientos (tara dar mayor -aplicación a los electrodos, el método de arco eléc-trico manual, es el que mayor aplicación ha tenido ,manteniéndose siempre en primer lugar por su mayor vo lumen de uso en comparación de los otros métodos. * Las máquinas usadas en este método son: irainformador H: Corriente Al iorn a. rr-ans formad o r de Corriente Reot if icada. Mt.-H'M ador de Corriente Continua. \ ^ Por lo anterior' se concluye que los .érodos de .solda dura de ■>/or aplicación industrial. *-on los que — emplean. I arco L ’'•i : ¡co.

1 Ox i - Ac e t ; e n ó . Por }ó r r m o , son los ■ ■ ¡úe se desarr 11 :n con cierra amplíen-. ¡a presen' M.ra.

i 5

..B. PROYECCIin DEL PERSONAl SOLDADURA.

EN LA tSPEC1A¡ IDAD DE —

Con el fin de orientar a las personas que inician suparticipación en el campo de la soldadura, se descri ben a continuación brevemente los requisitos mínimosque deben cumplirse para aspirar a una cierta posi— ción dentro de la organización de soldadores. Así c o mo los tipos de calificaciones y las formas como se ootienen CLASIFICACION DE SOLDADORES. la clasificación .-dé.l personal dentro del til 1er de — soldadura, so nace en base a la capacidad técnico y •'•nocimrento ' las materia. , métodos i¡‘ - 'Stán ínti i.¡iv‘ nte '1 i;*j.i •; con las op1-; ^ iones de i< i¡ira, las í nales podemos resumir en la> siguientes: Teoría

Métodos d.>

.'Madura

Dibujo rócnico. Tecnol ,' . U de Mate>'; Meci ic . ■ • .. -ea que a p a d e tener ■ lominio- prá* • :«.n del ar de soldar . ••.■xperiencia n 1as técn ic d e sóida-; :ra' de di ve ^s.<s metal es . m i s posibilidad- de aseenv r a pu-éStas d- iiiayor respon a b i 1 idad y : lo tarir. .i-:.- mejores .comnensáciones ■cnn ómicas, es:aráh íntima j ¡iiof'.te ligadas con estos temas. Aunque la finalidad de este libro se centra en la tec nología de soldadura,'se tratan técnicas elementales, que sirven de principio o introducción pata que el es tudiante desarrolle posteriormente cada una de ellas, y ioqre de este modo encontrar mejores ubicaciones en el desenvolvimiento de su vida profes iona i.

CLASIFICACION DE LOS SOLDADORES. "v . Haremos en este capitulo una clasificación de los sol^ dadores atendiendo a su capacidad. ._ La cjasificación de los soldadores se hace de acuerdo a" Ta capacidad y facilidad de aplicar las técnicas y métoclós requeridos en el trabajo de soldadura y será dé mayor o menor clasificación según sea la dificul tad que presente dicho trabajo. Cuando se efectúan trabajos en donde la soldadura — constituye uno de los factores de mayor importancia comó'Son construcción de edificios, puentes, tanques, calderas, tuberías, oleoductos etc., es necesario te ner la seguridad de que los soldadores sean verdadera mente capaces de efectuar correctamente las soldadu ras. Para estos casos es necesario calificar a los -soldadores de acuerdo al trabajo que van a efectuar . La prueba que se le hace al soldador para calificarlo tebe ser en las mismas condiciones que el trabajo — real que va a efectuar, esto quiere decir que si un soldador tiene que ser calificado para soldar placa de 1/2" de espesor en posición plana, deberá ser cali n c a d o precisamente en esa posición y para ese tipo de placa y así sucesivamente: para distintos espesores de placa > distintas posiciones. Lo mismo ocurre para tuberívs por ejemplo, ductos, -flechas etc.. Esto quiere decir que un soldador no es_ tara calificado para soldar placa de 1 1/2" de espe sor por haber sido calificado para soldar placa de -1/2" de espesor sucediendo lo mismo con las posiciones En general las jerarquías de los soldadores, pueden -ordenarse de acuerdo al campo de aplicación de la sol dadura, considerándose los mas relevantes: SOLDADURA ARTESANAL SOLDADURA ESTRUCTURAL SOLDADURA DE TUBERIAS.

r v

h—

SOLDADURA ARTESANAL.- Empleada en herrería general y artística. SOLDADURA ESTRUCTURAL.- Empleada en la unión de par tes metálicas integrantes de la estructura de puen tes, edificios y naves industriales. SOLDADURA DE TUBERIAS.- Empleada en la construcción de ductos para fluidos en la industria en general y especialmente en la INDUSTRIA PETROQUIMICA Y A L I Ñ O TICIA. CLASIFICACION DE SOLDADORES.

l.b.l

SOLDADURA DE ESTRUCTURA. Aprendí z Punteador. Soldador de 2/a. Soldador de 1/a.

Soldador especializado.

l.b.2

SOLDADURA DE TUBERIA Reí leñador Paso Caliente Fundeador.

Aprendiz . - El aprendiz, como su nombre lo indica, es la persona que está aprendiendo el oficio o el arte de so]_ dar. En un taller de soldadura siempre es necesaria la pre sencia de aprendices, los cuales sin descuidar sus acti vidades de ayudante de los soldadores se les da la opor tunidad de que aprendan paulatinamente el oficio. Con objeto de facilitar el desarrollo y permitir la pro moción del personal. Punteador.- El punteador es la persona encargada de — aplicar pequeños cordones de soldadura, que en algunoscasos son* tan pequeños, que quedan en forma de circuios por lo cual se les llama puntos de soldadura. Estas aplicaciones son ,;.on el propósito de sostener mo mentáneamenr.e las piezas,dando lugar a que se rectifi que su correcta posición y también dando el tiempo nece sario para que el soldador]se acomode correctamente pa ra efectuar la soldadura completa. Como el punto de soldadura queda en el fondo de la — unión terminada, es necesario que este correctamente — aplicado, por este motivo los soldadores punteadores de ben ser calificados. Soldador de 2a. Categoría.- Los soldadores de 2a. c a tegoría son aquellos que realizan aplicaciones de sol dadura que presentan poco grado de dificultad, o -

sed posición plana y placas de poco espesor. En gene ral lugares de fácil acceso que permiten libre movi miento, i los soldadores de 2a. categoría deben ser calificados y sus aplicaciones de soldadura pueden ser sometidas a los procesos de inspección que sean requeridos. Soldador de la.Categoría .- El soldador de la. catego ría"eTaquel que puede realizar soldaduras que presen tan alto grado de dificultad. Como por ejemplo: sóida duras''circulares, en posición vertical, horizontal o sobrelecho. También puede hacer aplicaciones en posi ción plana con difícil acceso por ejemplo: rellenar viceles m u y •profundos y angostos. En general el sóida dor de la. categoría tiene mayor control del arco o sea mayor habilidad que el soldador de 2a. El solda dor de la. tiene que ser calificado como tal. Soldador Especializado.- El soldador especializado es aquel * que tien habilidad, experiencia y conocimien tos tales que ; permiten ej eeíar soldaduras que re quieren de mayor- calidad. También esta capacitado pa ra recomendar el método y equipos que se debe utili zar así como también detarrninar las causas y dar posi bles soluciones a. los defectos el soldaduras. Es lógi Cimente calificado. /¡i DAD1JRA Eií i

CRIAS.

rara las siguientes 3 clasificaciones es necesario -mencionar anr.e > la importancia que tiene en la indus tria petroquímica cada parte de una soldadura erT una tubería. Como generalmente son tuberías sometidas a presión es necesario que la soldadura no tenga defectos de ningu na clase, aparte de eso\requiere que el acabado en el interior del tubo sea terso y ligeramente ondulado -para que permita el flujo correcto del líquido o gas que circule por él. A continuación se presenta cada parte de la unión.

Cordones de Relleno Cordones de Paso caliente Cordón de Fondeo

fig. 1.1 Como es comprensible, los tres tipos de soldadores de ben ser debidamente calificados, siendo el de mayor valor y capacidad el soldador fondeador. CALIFICACION DE SOLDADORES l s conveniente que el soldador sea calificado en una compañía especializada en soldadura, ya que general-mente estas compañías proporcionan también asesoría en la inspección de la soldadura y en general para -los problemas que pudieran presentarse en detarmina dos trabajos de soldadura y esto les da la experien cia suficiente para dar la calificación adecuada apar te de cubrir aceptablemente las normas del Reglamento de Construcciones respectivo o directamente normas de la AWS (Sociedad Americana de Soldadura).

Daremos ahora un ejemplo de un procedimiento que se lleva a cabo para la calificación de un soldador para construcción de edificios y para soldar placa hasta de 12mm. de espesor en posición plana. En un par de placas como las mostramos en la fig. (f. 1.2 )

tud dé 1a •piel Para esta calificación: el soldador debe ejecutar el trabajo, a partir de la regulación del Amperaje de — la máquina y eléctrodo proporcionado. Una vez efec— tuada la soldadura, se corta en tiras como lo mués — tran las líneas de trazo sobre la placa, y a las ti ras del centro se les practica un dobles como lo indi ca la -fig.(f. 1-3-

°laca para calificar a un Soldador

12 Sobre la pieza doblada se apreciará claramente cualquie' defecto, tales como grietas o falta de penetración, setiene especial cuidado en observar los bordes de la - unión que son las partes de frecuentes fallas.

CUESTIONARIO. 1.- ¿Cuándo se aplicó el Arco eléctrico por vez prime-ra ? . 2.-c Uní

fue la primar máquina de soldadura?.

3. - ¿ en qué año se construyó la primera máquina de sol_ du ¡jra automática?. 4.- ¿ Cuántos tipos de clasificaciones de’ ,soldadores -ex isten? . 5.- ¿ Qué materias están íntimamente ligadas con la Tec nología de soldadura?. 6.- ¿ En cuántas partes se divide la soldadura para tu berías?. 7.- ¿ Cuál es el paso más importante en la soldadura de una tubería?.

;

GENERALIDADES:

2!. I TERMINOS EMPLEADOS EN SOLDADURA.

| !

METAL BASE.- Es el metal al dadiíra.

METAL DE APORTE.- Es el metal que -se agrega cuando se efectúa la soldadura.

ual se le aplica la sol-

Fig. , .1 -01 DADURA.- Es ;a unión de , o más mato'r uu.-s parauna continuidad de ma 1 >rial .

■ rornar

SOLDADURA DE './’ ALES.- Es la ¡nión de dos :■ iás me ta les para for; una cont inu iJad de metal. REVESTIMIENTO DURO CON SOLDADURA. - Es cuando se agre da material de'aporte sobre la superficie del metal,con el objeto de darle dureza. También puede ser 1 la nzado revestimiento duro. Tiene una gran variedad de aplicaciones, desde recu brir los filos de cuchillas de cizallas, hasta los -dientes de una pala mecánica..

r 14

Zona Recubierta

chilla para cortar Làmi na ■Ejemplo de Recubrimiento Maquinado

Cordones de Metal Duro .fi

niente de Pala Mecánica Ejemplo de Recubrimiento No Maquinado

F ig . 2.a, b . RECONSTRUCCION CON SOLDADURA.- Es cuando se agrega ma terial de aporte a una pieza con el propósito de re llenar partes desgastadas o rotas. Un ejemplo común es cuando se reconstruye el diente de un engrane. -También es frecuente rellenar huecos que quedan en piezas fundidas.

Diente

Reconstruido

Fiq. 2.3 SOLDADURA HOMOGENEA.- Es aquella en la que los meta les que se-soldán y el material de aportación son de las mismas características físicas y químicas..

. •

Fig. 2.4

Generalmente puede llamarse a la soldadura homogéneacuando el metal base o metales base son el mismo m e tal o l.i misma aleación que el electrodo. SOLDADURA HETEROGENEA.- En general puede decirse queen una soldadura intervienen tres partes, dos de ----

elle', son las que se unen y la tercera el electrodo, si ".olamos de recubrimientos o reconstrucción, exis tir.-iii solamente dos partes, que son el electrodo y el metal base, pues bien, para que la soldadura sea het.> ;oqénea basta ion que una de las tres partes, pa ra ! primer caso sea de diferentes propiedades físi_ cas y químicas lógicamente para el segundo caso bas ta t.on que el material de aporte sea de diferentes propiedades que el metal base. Como ejemplo clásico de la soldadura heterogén. j es aquella en la cual se usa latón o bronce para soldar acero, hierro colado o hierro dulce. Puede sucede»' el caso de que los dos metales que se unan v?an de diferentes propiedades y el material de aporte diferente a ellos dos. Un ejemplo común sería la unión de hierro rolado con hierro dulce y usandocorno 'Material de aporte latón o bronce. \\

Électr";'! de NÚ': ,• 1

I HierrV: rolado

■ ■iaret. i Ié<

í-ierro

Colado

/ // / > // /

Fierro Dulce

FALSA SOLDADURA BLANDA. Este tipo de soldadura - - comprendo a los procesos en los cuales el metal baseno se funde únicamente se calienta a una temperaturallamada de ligazón a la cual se une superficialmenteel metal do. aporte que sí se funde. El metal de aporte es generalmente estaño y plomo. Se le llama falsa soldadura blanda porque la unión no puede ser sometida a esfuerzo de tensión, o sea siem pre tendrá menor resistencia la soldadura que el me-tal soldado. La aplicación principal que tiene es p a ra sellar recipiente que contengan líquidos o tube- rías de gas o 1 íquidos. Ejemplo de Falsa Soldadura Blanda

Capa Pro r e c t o r a

de E s t a ñ o

^------------------ m

ía

—

Al a. ' .: 'r e d e C ob r e

----- L áili i ;.

; naa r q o l ada !:■ A c e r o G a l v a n i z a d o s e l l a d a c on e s t a ñ o

r i(j. 2. 6, a , b . FALSA SOLDADURA DURA.-''El proceso que se usa en estecaso es igual al de falsa soldadura blanda, lo únicoque cambia es el metal de aporte, el cual tiene una resistencia a. la tensión aceptable, o sea apro* imada

18 a la del metal base, lo que permite trabajar a los mismos esfuerzos que el metal base. El material de aporte usado es generalmente bronce , latón y aleaciones de cobre y plata. Este tipo de soldadura tiene mucha apiicación .por la gran variedad de metales que tienen afinidad con las aleaciones mencionadas, los principales son: fierrodulce, fierro colado, acero de alt.a resistencia. Se aplica principalmente para reparaciones de piezas fundidas, unión de tornillos y recubrimientos. PUNTO EUTECTICO.- Es el punto fusión más bajo de una aleación.

Punto de Fusión del Cobre-'

Eutèctico F iy .

Arco Eléctrico,- Es el flujo de corriente eléctrica a través de un medio gaseoso. En el caso del arco -eléctrico para soldar, es el espacio que hay del eiec trodo a el metal base.

ALEACION,- Es la unión de un elemento metálico con otro elemento metálico o no metálico. Generalmente las aleaciones se liacen a base de un metal y conser va algunas de las propiedades de ése metal como son ’el calor y el brillo, pero cambian las propiedades I mecánicas y algunas veces el punto de fusión. Ejemplos de aleaciones son el bronce que esta forma do con cobre y estaño y el latón que esta formado -con cobre y zinc, ambos tienen mayor cantidad de co bre.

I' FUNDENTE.- Es un compuesto químico que tiene funda mentalmente las siguientes funciones: Eliminar de -impurezas la superficie del metal base antes de api i car la soldadura; Romper la tensión superficial de los metales en estado líquido o sea que facilita la mezcla de los metales en estado líquido. Algunos fun dentes también sirven como indicadores de temperatu ra r¡bian de color a cierta temperatura). Electrodo.- Se le llama electrodo a la pieza (y; no-raímente barra de metal conductor} que constituye el extremo de una fuente de corriente En soldadura existen varios tipo.:. de electrodos, dis. tingo iendose fundamentalmente do^: ¡os que se funden y lo- ;•je no se funden. Los electrodos que se fúnden cumplen dos funciones al mismo tiempo, o sea sirvan par 4. establecer •',! ar co eléctrico y constituyen el metal depositado. Lste tipo de electrodos se dividen en dos grupos: para má quinas automáticas y para soldadura manual. Los electrodos para máquinas automáticas son fabrica dos en carretes o bobinas. Los electrodos para arco, manual son fabricados en tra_ mos de 36 cms. de longitud para diámetro de núcleo de 3.2 mm. y de 4.0 mm. y de 46 cms. pc.ra diámetros de núcleo de electrodo de 4.0 y 6,3 mm.. Este tipo de -electrodos están cubiertos por una sustancia química-

que varía según las características que se le dan al electrodo. El revestimiento de los electrodos para arco manual fue el descubrimiento más importante pa ra el desarrollo de la soldadura por arco ya que deel dependen los factores más importantes los cual esson proteger el arco del medio ambiente y hacerlo -más estable, lo cual sucede ai quemarse, desprende un gas que protege el arco y reduce considerablemen te la resistencia del aire a el paso de la corriente eléctrica. En algunos casos el revestimiento contie ne elementos de aleación que se mezclan con el metal base. Diámetro del Electrodo

T 20 mm Je Longirud descu .erta

.onq itud ■iel Electrodo j 46 mm j ó 3b mm i

I L ;éctrico Manual

Los electrodos que no se funden son generalmente alea ciones a base de tugsteno (elemento que funde a 3000 C) y electrodos de carbón comprimido. Estos electro dos sirven únicamente para establecer una llama eléc trica de tal manera que si se quiere agregar material de aportación tiene que agregarse con otra varilla, o sea es semejante al soplete oxiacetilénico pero con mejores propiedades. COMBUSTION.- La combustión es la oxidación instantárea de una substancia que generalmente se manifiesta porel desprendimiento de luz y calor que se genera en el momento de la combustión. VARILLA DE APORTACION .- Es el nombre que se le da a I material do aportación usado en el soplete oxiacetilé nico y en soldadura con electrodo no rus ible o sea -electrodo de tugsteno y carbón. Son varillas de 90 cm de longitud aproximadamente y diámetros que pueden va fiar desd .4 mm hasta -.8 mm. En algunos casos re-• quieren ¡ m í e s el.cn 1 puede ser uncido a la v'-.r•lia en e-i ■ »¡omento de solear. También s<..- fabrican v m ¡ lias cubí.j'Ij's con fundente . BISELADO . ..uando se requiere soldar piezas de e$'r-e • sores n¡a . : . de 6.3 mm. , es necesario preparar 1os bordes (!■■ -tal base d.. ral manera :ue la soldad1-. ) sea comí;1 ". i y uniforme- en toda la sección soldada, pues b i e l a preparación que se 1o nace a los beb des se T : Iama bisel y la forma del isel depende de muchos Tactores de los cuáles los mas ii.iportant.esson el e ... • •■ •■ r de 1 a pl ica, es el proceso que se s¡ gue y ia e ición del meta l base. Ejemplo

Piezas si'i Bisel

biselado:

Piezas Biseladas Fig. 2.10

Para espesores considerables los biseles son de forma un poco más compleja y para su descripción total sonnecesarios básicamente un dibujo que indica la formadel bisel y las dimensiones de la raí 2 que es la p a r te que no se prepara.

Fi,j. 2.11ESCORIA.- Estrictamente se define a la escoria como un mineral altamente conraminado del cual no resulta conveniente obtener beneficio o defin 1 1 vamente no v puede obtener beneficio do' él. Los metales no se e n cuentran puros en la naturaleza y durante el procesode purificación se obtiene una mezcla mineral u n i f o r me que contiene todas las impurezas y una mínima c a n tidad del ,üetal que se está obteniendo, a este despei dicio se le llama escoria. En base a esta definiciónse le ha llamado escoria a el mineral que queda sobre la superficie de un cordón de soldadura el cual ge ne ralmente es producido por el revestimiento de los — electrodos o por los fundentes aplicados en el proce so . La escoria siempre debe ser eliminada minuciosa mente de tal manera que no$ permita observar el metal limpio para verificar que el cordón de soldadura esté

satisfactoriamente aplicado. TENSION DE TRABAJO.- Es la diferencia de potencial o voltaje que existe entre el electro y el metal base — cuando el arco está encendido. El voltaje es la fuerza que se le aplica a la carga -eléctrica para que circule a través de un conductor, en base a ésto, podemos decir que si aplicamos mayor voltaje al arco eléctrico, éste tendrá mas fuerza, ypor lo tanto podrá hacerse mas largo, sucediendo lo — contrario si reducimos el voltaje de arco o tensión de trabajo. La facilidad de poder variar la tensión de trabajo, se tiene en los generadores.de corriente continua y gene ralmente su rango de variación es muy pequeño, siendoel mínimo de 30 Volts., para poder establecer el arcoy el máximo de 60 Volts., para evitar el exceso de -chisporroteo y mala presentación del cordón. En los transformadores de corriente continua y corrien te rectificada, tenemos los datos de tensión de traba jo, la cual es constante. SOLDADOR FONDEADOR.- Este nombre se le da al soldadorencargado de ía ejecución del primer cordón de soldadu ra en una unión que consta de varias pasadas, o sea, aplica el cordón del fondo.

k . .........

24 2.2

HERRAMIENTAS Y ACCESORIOS.

A continuación mencionaremos las herrc~iientas y los accesorios más elementales usados en trabajos de sol dadura indicando su aplicación y forma de usarlas. HERRAMIENTAS Son aquellas que no intervienen directamente en la operación de soldar y por lo tanto no forman parte del equipo de soldadura usado. Martillo de bola.- Se clasifican ae acuerdo a su peso, existiendo desde 4 onzas hasta 52 onzas se usa básica^ mente para enderesar material, y golpear el cincel en operaciones de corte y el punto de golpe. El tamaño de martillo esta en función directa de su peso, y debe tenerse el cuidadc.de utilizar el marti llo adecuado para el tipo de trabajo que se efectúe. Martillo de Peña.-- Se utiliza fundamentalmente para reií¡ac'iar\y para remover escoria muy dura. Cinceles.- Se utilizan para cortar, y en algunos casos para remover escoria en lugares de difícil acceso; se tienen algunos tipos como los mostrados a con; ;nuacion

LIMAS. En soldadura se utilizan para limpiar el metal base antes de sql^ darlo en uniones que requieren de buen contacto o en piezas de licadas de acabado fino, también pueden efectuarse preparacio nes en los bordes del material base cuando se trata de piezas pequeñas. Las limas se clasifican por su forma, por su filo, por su longi_ tud y por su picado. Respecto a su forma, las siguientes son las más usuales.

tabla

cuadrada

media caña,

redonda

A triangular

cuchilla

cola de rata

Aplicación de. las limas de acuerdo a su tipo de filo: Respecto a su filo se conocen como: Bastarda, Musa y Semimusa. a) Bastarda, como su nombre lo indica, para desbaste del mate-rial. b) Musa, para dar el acabado y la medida exacta. c) Semimusa, para quitar el rayado y lo áspero. Por su picadura, las hay de picado sencillo y picado doble. Elpicado sencillo debe usarse en materiales blandos, en cambio -las de picado doble, cuando sea necesario un limado rápido.

Picado doble

Picado sencillo

La longitud de una Tima, es de la punta al talón, en general la longitud de 1as 1 imas es: 4", 6", 8", 10", 12", 14" 16", y 18". ^

orillo

APLICACION DE LAS LIMAS EN DIFERENTES TRABAJOS DE RECUPERACIONDE PIEZAS SOLDADAS.

RECOMENDACIONES PARA EL USO DE LAS LIMAS. Emplear la lima adecuada para cada trabajo Antes de emplear una lima, coloqúese un mango bien ajustado. No limar piezas templadas No quite la corteza con la cara de la lima, hágalo con la ori lla. Limpie con frecuencia la lima, con una cerda de alambre. Colocar la pieza en forma horizontal y/o nivelada, usando u — nos forros o casquillos de cobre, latón o aluminio, en las mor dazas del tornillo de banco para evitar maltratar las caras ter mi nadas. Para limar piezas delgadas, coloque la pieza entre dos trozos de madera de caras paralelas. Para obtener un limado correcto corra la herramienta en forma diagonal en ambos sentidos, conservando una presión y cadenciauni forme. No toque la superficie que está limando con los dedos, la limapierde su efecto cortante. Rebabear o cortar filo de aristas con la cara de la lima. Coloque las limas al lado derecho-del tornillo de banco Se recomienda no encimar las limas una sobre otra. No guardar las limas sin antes haberlas limpiado. , Evite el contacto de las limas con instrumentos de medición. Evite la caida de las limas y no se empleen como palancas.

27 SIERRA DE ARCO.

HOJA OE SIERRA La sierra de arco para cortar metal a mano, consiste en un bastí dor metálico, el cual tiene en sus extremos unos pasadores o ter mínales para sujetar la hoja y uno de ellos con una tuerca de ma riposa, utilizada para tensar dicha hoja. L’ l bastidor es ajustable para adaptarlo a las diferentes longitu des de hoja, que son: 8", 10"yl2". La hoja debe colocarse en el arco con los dientes dirigidos hacia adelante y tensándola lo ne cesario, de manera que no se flexione al trabajar. La desviación alternativa de los dientes llamada Triscado, es -con el objeto de que la hoja no se atasque al efectuar el corte, ya que de esa manera la ranura hecha será más ancha que el espe sor de la hoja. Las hojas para los arcos de mano se fabrican con 14, 18, 24, y 32 dientes por pulgada, el material empleado en su elaboración es el acero para herramientas, acero al carbón, acero plata, etc. Una hoja con 14 dientes deberá utilizarse en materiales blandosy grandes secciones. La hoja con 18 dientes para''trabajos en general. La hoja con 24dientes para cortar perfiles laminados, tubos, etc. Por último, la hoja con 32 dientes para cortar tubos de pared delgada. La longitud de una hoja, es la que tiene entre los agujeros de sujeción. A continuación se presenta una tabla, conteniendo dimensiones de 1 3C

c n m

i n f i r

A r\

m a n n

m a c

l l C l i a l QC

DIMENSIONES

ANCHO

SEGUETAS

LARGO

DE M A N O

' ESPESOR

m.m. Pulg.

m.m. Pul g .

m.m. Pulg.

M.H. 1812

12.7 1/2

305

0.6

0.025

M.H. 2412

12.7 1/2

305

0.6

0.025

M.H. 3212

12.7 1/2

305

i' 0.6

0.025

NUMERO

CROMOL

M.H.

; 1 DIENTES i 1 Por 25 mm.

PESO APROX. 100 PIEZAS K G M S . LIBRAS

2.2

4.6

2.2

4.6

2.2

4.6

En la primera columna, se presenta la denominación de la.segueta correspondiente, siendo el significado de las literales: M.H. Acero alta velocidad al molibdeno; Los 2 digitales -No. de dientes por pulga da últimos 2 digitales -Longitud en pulgadas. Ejemplo: M.H. 1812.- Segueta acero alta velocidad al molibdeno, con 18 dientes por pulgada 12 pulgadas de longitud.

REGLAS PARA EL ASERRADO A MANO. 1. Use una hoja de paso correcto, 2. Corte lo mas cerca de donde se fije la pieza. 3. No corte demasiado rápido (40 a 50 viajes por minuto, para metales de'Jureza m e dia; velocidad excesiva produce desgaste prematuro y posible ruptura de la hoja.

Limpiador de boquillas.- Sirven para limpiar el orifi ció de la boquilla. Para cada boquilla existe un lim piador que tiene las medidas adecuadas, debe tenerseel cuidado de usar el correspondiente. Llave de tuercas.- Se usa exclusivamente para inter cambiar cilindros y ajustar valvulas, tuercas y con tratuercas de el equipo , debe de estar siempre cerca del equipo. Llave de dado.- para el cilindro de acetileno debe de estar lo más cerca posible del cilindro para cerrarlo rápidamente en caso de accidente.

1. Gafas

5. Encendedor de fricción

2. Llave de tuercas

6. Tenazas

3. Llave de dado

7. Cepillo de alambre

4. Limpia boquillas

Cepillo de Alambre.- Está construido de madera y lascerdas son de acero muy duro.- Se usa principalmentepara limpiar el óxido en el fierro antes de soldarloy para quitar- las partículas pequeñas de escoria quequedan después de haberla quitado con la piqueta o el martillo de peña. Piqueta.- Es una herramienta que se usa para removerescoria únicamente, es generalmente pequeña.

f' iiueta para Remover Escoria

Fin.

-’ .3

.21

ACCESORIOS Y EQUIPO 0 : SEGURIDAD.

Los accesorios son elemento que compìemenian el equi p'o de soldadur a usado, por ¡o tanto los d a s ificare-liios en dos grupos; para óxi-gases y para arco eléctri co. Accesorios.para Oxi-gases: Encendedor de fricción.- Sirve para encender la llama, no debe usarse ningún otro medio para el encendido de flama, debe tenerse especial cuidado de que el flujo de combustible sea el mínimo posible y que ¡a piecir.t del encendedor este en buen estado.

Gafas para Soldar.- Se usan ara proteger la vista -del calor, del brillo y del chisporroteo que se produ cen cuando se esta soldando. Están construidas de material resistente al calor y tienen su cristal polarizado para eliminar el reflejo de la llama. Es necesario utilizar cristal de 6 som bras mínimo para no perjudicar la vista por el inten so brillo,. Como el cristal polarizado es muy caro, se proteje con un cristal claro, tanto el cristal polari zado como el claro son intercambiables, nunca debe -usarse cuando están sucios o rotos.

1. Gafas para soldar

. Cristales i /I.ar.izados 6 sombras cristales ci aros pro tec lores ruerca para -. jetar los cristales F - -■ . ».cosorios pa;M soldadura

;r e o .

: ?ta ¡jara Soi-iar.- La ca; ■ ara soldar ' .n arco es 1 contruída iy material r . .r.ente al cmí-v aislante, i" la corriente (fibra vio , y de color ...oscuro, ge'¡•'i' ¡luiente tjr i o ne gro , ! \r~' cubrir perfectamente la cara, para evitar las quein a d u r a s q u e producen los- ra yos infrarojos y ultraviol er a que produce: el arco. .En la ventanilla deben coloca rse tres cristales, dos delos cuales son claros y un o oolarizado en medio de -ellos, los claros sólo sir ven para proteger al polari zado del chisporroteo del arco. : ■ L: ¡ cristal polarizado debe ser de 12 sombras'mínimo

33 El cristal claro que queda en la parte exterior debe -cambiarse las veces que sea necesario para que no o bs truya la vi sibi1 id ad . Exiten dos tipos de caretas: de volteo y de mano. Las caretas de volteo, tienen una banda ajustable de -tal .^a-ñera que se fijan a la cabeza y permite sostener la careta, mientras se suelda. Las caretas de ano, tienen que sostenerse con una mano mientras se suelda, son poco usadas por lo incómodo que resulta estarla sosteniendo con una mano.

En q¡'.'¡ n"jl debe cubrirse todo el caerpo contra la luz de i .i.;-, o eléctrico., nára lo cual >■ emplea ropa roteetora algodón mu ¡riesa, y pa r : iis manos y brazos • se us rn guantes y iv;ni:jas de cuero o asbesto fie a i-blé.

y**..%■ *

2.4

HERRAMIENTAS DE MEDICION Y TRAZ O.

Medición.- El conocimiento de las técnicas de la medi_ ción, son fundamentales para la realización de cual quier trabajo de soldadura, ya que será inútil que la soldadura esté perfectamente realizada si las dimen siones no son las correctas. Por el motivo anterior citaremos las unidades principales de medición y alnu ñas técnicas fundamentales para trabajos de soldadura' en g ene ral . Unidades de Medición. Las magnitudes fundamentales que.se necesitan para -cualquier trabajo son tres: Long itud v

Peso Tiempo

L oik ;i'■ ¡d .- Nos da M : dimensión;.-

’ la pieza.

Peso.- [;1 peso del material para r..-ioer la pieza, el -peso de la soldadura y el peso <!•- i- pieza terminada. Tiem| .. - El tiempo que Lardamos -¡ nacer la pieza, el t i e m p o que tardamos en h a c er una soldadura, una prepa r a c i ó n etc.

Estas unidades normalmente están referidas a dos sis temas, que a continuación se detallan.

¡ISTEMA METRICO DECIMAL. •' El sistema métrico decimal es el más importante ya que se ha ?j Captado como sistema internacional de medidas. 5 i \' , f

La base del sistema métrico decimal es el

metro,

Las unidades de medida mayores que el metro, se llaman "múlti-píos" las unidades de medida menores que el metro, se denominan "submúltiplos", las unidades de aplicación común en los cálcu los de taller son:

I ¡) a) Los milímetros (por ejemplo: 5 mm) j b) Las decimas de milímetro (0.3 mm)

í c) Las céntécimas de milímetro (0.05 mm)

í Como podemos observar, las unidades citadas anteriormente, si — ^ guen el orden decimal, es decir: , diez cetésimas de milímetro, formn una décima de mm } diez décimas de milímetro, forman un milímetro.

1 diez milímetros forman un centímetro y así sucesivamente. | Múltiplos:

Kilómetro Hectómetro Decámetro

^ Unidad principal : metro Submúltiplos 1 ■ j j j J , i i ! ¡

(Km) "= 1000 m (Hm) = 100 m (Dm) = 10 m ( m)

Decímetro (dm) Centímetro (cm) Milímetro (mm) décima de mm Centésima de nm miera (milésima de mm)

= = = = = =

1 0.1 m 0.01 m 0.001 m 0.0001 m 0.00001 m 0.000001 m

NOTA.- Los símbolos correspondientes a cada unidad, no llevan punto al final puesto que no son abreviaturas. SISTEMA INGLES. El sistema inglés de Pesas y Medidas, es una agrupación de cantidades complejas o denominadas, pues no siguen un orden como en el sistema decimal, es decir expresan cantidades de la misma especie pero de distinta denominaciones. Este sistema tiene como unidad de medida para longitudes a la "Milla", la cual se relaciona con las demás unidades como se in^ dica a continuación:

■ 1 Milla = 1760 yardas = 5280 pies = 63360 pulgadas H 1 Yd = 3 ft = 36" r 1 ft = 12"

Se toma como unidad de medida. La pulgada, la que a su vez se ha dividido en: 128, 64, 32, 16, 8, 4 y 2 partes iguales cada una,las cuales se nombran agregando al final la terminación AVOS. Por ejemplo: Cinco dieciseisavos (5/16), siete cientoveintiochoavos (7/128), cinco treinta y dosavos (5/32) Sin embargo, en la práctica es común expresarlo en la forma si guiente: cinco dieciseis: siete ciento veintiocho: cinco trein ta y dos. Dichas expresiones se denominan fracciones de pulgada. Por otra parte, a la pulgada también se le encuentra dividida en mil partes iguales, las que reciben el nombre de milésimas de -pulgada". Por ejemplo: Cincuenta milésimas (0.050") Ciento veinticinco milésimas (0.125") NOTA.- El símbolo de las pulgadas son dos comillas ("), el de -los pies (ft) o ('), y el de las yardas (Yd). CONVERSIONES. Sabiendo que las unidades de longitud de uso común en trabajosde soldadura son: El metro y la pulgada, con sus respectivas sub divisiones, es necesario saber efectuar conversiones de unidades de un sistema a unidades del otro. A continuación se indica las fórmulas para convertir unidades — del sistemasinglés a unidades del sistema métrico decimal y vice versa. EJEMPLOS DE CONVERSIONES C 0 f V [ R S I 0 N E S A) Sistema inglés a Sistema métrico M = e ^ 1

B) Sistema métrico a Sistema inglés I = M/3

En estas ecuaciones. M

Unidades del sistema métrico decimal

l"x25.4=24.5mm Equivalencia para transformar unidades del sistema inglés al sistema métrico.

Unidades del sistema inglés

Sistema inglés al sistema métrico decimal. 1. ¿A cuántos milímetros equivalen 9"? Aplicando la fórmula correspondiente (A), y efectuando operacio nes se tiene: DATOS

OPERACIONES

RESULTADOS

I = 9"

M = e x I

9" = 228.6 mm

e = 25.4 mm

= 25.4 x 9

M = e x I

= 228.6

mm = milímetros

Conversión del sistema métrico al sistema inglés. 2. ¿Cuántas pulgadas tenemos en 127 mm? Sabiendo que 1" = 25.4 mm, aplicaremos la fórmula de conversiót. adecuada (B). Aplicando la' fórmula (B) y efectuando operaciones, se tiene: ! DATOS

!i = ” i e

OPERACION ES

RESULTADOS

I => e

= 127/2 5.4 = 5

i M = 127 mm ! e = 25.4 mm

127 m

- 5"

- pulgadas

' TABLA DE CONVE-.iC N DE MEDI DA: INGLESAS A METRICAS Y VÍCEVE13' METRICAS A INGLESAS

INGLESAS A ME TRICAS L ;) Para convertir Pulgada a metros Pulgadas a mm Pies a metros Pies a milímetros Yardas a metros Millas a/metros

G I T U D

Mul tipl fquese X 0.0254 25.4 0.3048 304.8 0,9144 1609.33

Para convertí r Muí ti pl íq ues sí Metros a pulgadas

39.37

mm a pulgadas

0.0394

Metros a pies

3.2808

Milímetros a pies

0.0033'^

Metros a Yardas

1.0936

Metros a millas

0.000621

En general el técnico en soldadura usa tanto los múl tiplos como los submúltiplos. La unidad de superficie es el metro cuadrado y es un cuadrado que tiene 1 m de lado por 3 m de ancho. Superficie.

1 m

r~m 1 metro cuadrado

Fig. La unidad de volumen es el men de su cuerpo que tiene tro de ancho y un metro de

2.4.1 metro cúbico y es el volú un metro de largo, un m e profundidad o altura.

39 TABLA DE CONVERSION DE UNIDADES DEL SISTEMA INGLES AL SISTEMA METRICO DECIMAL. UNIDADES DE PRESION 1 lb/in2 - Q.Q7Q3 Kg/ cm2 UNIDADES DE LONGITUD I mi 11 a = 1609 m 1 in

= 2.54 cm = 25.4 mm

1 ft

= 0.3048 m = 30.48 cm

1 vd

= 3 ft = 0.9144 m = 91.44 cm

UNIDADES DE SUPERFICIE 1 in2

= 6 . 4 5 cm2

1 ft2

= 0.092 m 2

1 yd2

= 0.836 m 2

UNIDADES DE VOLUMEN 1. in'*

= 16.3 cm'*

1 ft3

= 2 8 . 3 dm3

1 yd3

= 0.764 m 3

UNIDADES DE PESO 1 oz

= 28.3 g

11b

= 0.453 kg

En la tabla anterior, las abreviaturas significan: 1b in kg cm m ft

= = = = = =

1 ibras pulgada kilogramo centÃmetro metro pie

yd = yarda ^ oz = onza g = gramo

f 40

' '

UNIDADES ANGULARES Las unidades angulares se refieren a la magnitud de la abertura que existe entre dos líneas rectas que -tienen su punto común o sea un ángulo.

Abertura del Angulo

Fig. 2.4.3 La unidad consiste en dividir la circunferencia en -3óü partes iguales y a una de estas partes se le lla ma grado y se simboliza con un pequeño circulo en laparte superior derecha del número.

Fig. 2.4.4

2.4

INSTRUMENTOS DE MEDICION Y TRAZO

Es frecuente que su soldador tenga que efectuar medi ciones o rectificar la medida de los materiales en lo que se refiere a espesor y dimensiones de cada lado de su sección. Por lo anterior, es necesario que conozca perfectamen_ te los instrumentos elementales que le pueden resolver esta necesidad que son los que presentamos a continua^ ción, los cuales se dividen en dos grupos fundamenta les, los que tienen graduación y los que no tienen -graduación.

Los instrumentos que tienen graduación son aquellos que tienen marcadas las unidades de longitud sobre su cuerpo, con el mayor número de divisiones que se pue dan distinguir a simple vista, en este grupo están -las.escalas metálicas rígidas, las escalas metalicasflexibles y los flexómetros o cintas métricas flexi bles. Las escalas generalmente están construidas de acero templado y su longitud varía de 10 cm a 30 cm, de re gular presición y en algunos casos, también como he rramienta de trazo. *\ Los flexómetros son cintas de acero muy delgado de -tal manera que enrollado, ocupa poco espacio y puedeser guardada en una caja metálica pequeña. Se utiliza

solo para tomar longitudes aproximadas a mi 1ímetros no sirve para trazar. El flexómetro es el instrumento de medición que más usa el soldador. Los instrumentos que no tienen graduación son los ca libradores. Aunque existen muchos tipos de calibrado res trataremos el que tiene aplicación en trabajos de soldadura, el cuál es el calibrador de espesores de lámi ñas. Las láminas se clasifican de acuerdo a sus dimensio nes en largo, ancho y calibre, o sea el espesor estádado por un número llamado calibre, y los calibres de espesor son precisamente ranuras que indican a que ca libre corresponde determinado espesor. Son fabricados de acero templado y en forma de circulo cono se mues tra en la fig.

INSTRUMENTOS DE TRAZO. El trazado o el rayado es la operación por medio de la cual marcamos el material a la medida que debe que dar la pieza que pretendemos hacer. En'trabajos de soldadura se usan dos tipos de instru mentos básicos que son el marcador de gis o crayón de color y el rayador . El marcador de crayón és una pintura sólida de tal nta ñera que puede ser afilada en caso necesario, general mente es de color blanco o amarillo. El rayador es generalmente de alambres templados y -puntiagudos adaptado di1 tal forma que el trazado seacomodo y preciso, a continuación se muestran algunosrayadore's típicos . Para el trazado de círculos se utiliza el compás de puntas para círculos pequeños y el compás de varas pa ra círculos grandes .

Corno puede verse, el compás de varas es una escala -recta con un rayador montado que se corre a lo largode la escala y uno fijo en su extremo. Punto de Golpe.- El punto de golpe está contruido d e acero templado y sirve para marcar en el metal puntos que pueden servir de guias para taladrar con broca otambién pueden aplicarse sobre las rayas marcadas con el rayador con el fin de propocionar una marca más -perdurabl e. CUESTIONARIO. 1.- ¿Qué es soldadura homogénea? 2.- ¿Qué es soldadura heterogénea? 3.- ¿Qué es falsa soldadura dura? 4.- ¿Cuál es el punto eutéctico de una aleación? 5.- ¿Cuáles son las funciones del fundente? 6.- ¿Cuál es la tensión de trabajo de un material? 7.- ¿Cuántos centímetros tiene una pulgada?

CAP i ruto

r 11

3.1.- ENERGIA ELECTRICA. Para soldar se emplean dos fenómenos de la energía eléctrica, los cuales son: la resistencia eléctricay el arco eléctrico. Estos dos fenómenos o características de la corrien te eléctrica nos proporcionan temperatura suficiente para calcular los metales y poder efectuar soldadu ras . Empecemos por analizar la resistencia eléctrica ser más sencillo de entender su principio.

por

RESISTENCIA ELECTRICA. La resistencia eléctrica es la oposición que presen ta un material a el paso de corriente eléctrica. La corriente eléctrica vamos a definirla como ¡'1 pa so o flujo de cargas eléctricas a través de un mate ria] conductor. Las cargas eléctricas elementales — son los electrones, o sea que podemos decir tambiénque la corriente eléctrica es el flujo de electrones a través de un material conductor. A la cantidad de electrones en movimiento la llamaremos Amperaje.

Corriente Eléctrica Fig. 3.1 CORRIENTE ELECTRICA. Para que exista corriente eléctrica, es necesario -aplicar una fuerza a los electrones para que se mué-

46 van, a esta fuerza.la 11 amaremos fuerza electro m o triz. La fuerza electro motriz es también conocida como -voltaje y consiste en excitar o transmitir energía a los electrones del metal conductor de tal manera que estos se escapan de sus átomos y avanzan en elséntido de dicha fuerza. Esta fuerza puede ser originada por medio de tempera^ tura (plantas termo eléctricas) o por medio de gene radores (plantas hidroeléctricas o turbinas de gas o vapor). Existe una compañía encargada de generar esta fuerza que en nuestro caso es la Compañía de Luz o la Co misión Federal de Electricidad, la cual nos entregava su voltaje determinado. hnora bien, si nosotros hacemos circular id corrien te que alcanza a generar esa fuerza electro motriz,rodemos aprovechar los fenómenos de la electricidadda muchas maneras, unas de las cuales las usamos co':0 ya dijimos, para soldar.

Fig. 3.1.2

4/ Si nosotros al cerrar el circuito, lo hacemos con unconductor mu y delgado y resistente al calor, se des-prenderá en ese conductor luz y calor, este es el ca so de los focos incandescentes, sólo se tiene que evi tar el contacto con el oxigeno para que el alambre no arda, por eso se protege con una bombilla de cris tal al vacio.

Si nosotros hacemos pasar una muy elevada corrienteeléctrica (más o menos de 40 Ampers la cual es unas10 veces más grande que la necesaria para encenderun foco de alumbrado de 100 Walts) a través de dos láminas de fierro delgadas, se estará provocando una resistencia eléctrica en la unión de las dos láminas entonces se genera calor y luz en ese punto del paso de corriente al grado tal que si aplicamos una pre sión mecánica entre esas láminas, se quedarán solda das únicamente en el punto del paso de corriente. A este tipo de soldadura se le llama de resistencia -eléctrica por puntos. Como ya dijimos anteriormente, se requiere una c o — rriente más elevada que la que se usa comúnmente. Pa ra obtener ésta corriente es necesario hacer uso de los transformadores de corriente los cuales tienen la funsión de bajar el voltaje y elevar la corriente. Además se debe de contar con dispositivos mecánicospara aplicar presión al''momento de cerrar el circui to con lo cual la máquina queda de la siguiente for ma.

I ig ■ 3.1.-

Se a ;-o..ra de tal manera que las .?nos pueden c-jlni.ai las Ì ¡nas que se pretenden sol !-::', y con los ties se chorre el circuito al mismo tirapo que se o : i ¡ca la ! ■ ■ 1■ión mecánica, con este método se pueden dar a Iaüibres , varillas, y placas'de poco es pedo r\ Ahora estudiaremos el arco eléctrico. Como ya lo definimos anteriormente, es el salto de corriente eléctrica entre dos electrodos que tienenuna determinada separación o sea en este caso ce-ova mos el circuito pero no totalmente con un conductor, ahora dejamos un pequeño espacio libre por el cual la corriente tiene que saltar para poderse cerrar el

( 49 circuito.

Arco

Fig. 3.1.6 Para que se pueda establecer, el arco eléctr ico, es ■r* necesario .que nosotros lo provoquemos juntando prime r'O la punta

i--1 electrodo' .mi el metal l 1 -e y sepa - -

rándolo rápidamente a la distancia adecuada, para -que arda sáti sfactori amen r-1. La distancia

le sepa rae ión orí tre electrodo y metal -

base cuando: , ;,a- ardiendo i>or aire, ei :ia un a reo

i arco no es; ¡ ocupada --

.jal es un n . . v aislante, ■.•cable a meno-

. no permiti -

:e que se aplicara mucha

fuerza eleepr > motriz (o -„ol taje) (el cu.il sería — perjudicia! : ¡ra fines de •,o M a d u r a ) . Di realidad es un gas al tarante contaminado con partículas solidasmetáli cas-tan pequeñas ^ abundantes que harán de lazona

del arco un conductor que al mismo tiempo gene

ra gran cantidad de calor instantáneamente y sol amen fe. en la zona Cubierta por él arco.

Encendido de Arco Eléctrico F ig . ¿.1.7 En los electrodos revestidos al quemarse el revesti miento produce un gas que ayuda a que el arco arda -con mayor estabilidad, evitando que el chisporroteo salga de la zona de fusión aparte de las funciones ya mencionadas, de proteger contra el oxigeno y nitróge no del aire a la zona de fusión. Con lo explicado anteriormente se puede comprender — que lo que en realidad necesitamos para obtener mayor 0 menor calor en la zona de fusión dependerá de la co rriente eléctrica o sea del Amperaje. Así ,para obte ner una temperatura que nos permita fundir los meta les empleados en construcción es necesario tener como mínimo 30 Ampers, dependiendo ésto de la cantidad demetal que se pretende soldar, o sea que so requiere menos cantidad de calor para fundir una lámina de — 1 mm de espesor que del calor requerido para fundir una lámina de 6 mm de espesor. Vamos a explicar ahora lo que se entiende por calor y temperatura, para que se tenga una clara idea de lo que acabamos de explicar. La temperatura se mide en grados centígrados o grados absolutos y nos indica la cantidad de calor o frío -que tiene un cuerpo. El calor es la cantidad de energía gastada para elevar

51 la temperatura de un cuerpo, se mide en calorías-kilo^ gramo. Esta medida es comparativa, o sea, es la cantj^ dad de calor que es necesario aplicarle a un cuerpo para que aumente su temperatura un grado centígrado. La temperatura que nos produce el arco eléctrico es constante para una misma máquina o equipo, o sea no depende del amperaje, esta temperatura es más o menos dependiendo del equipo de 300CPC. El metal base al -estar en contacto con el arco eléctrico empieza a — absorber energía calorífica, o sea calor, como esta absorbiendo calor, aumenta su temperatura, pero llega a un límite a partir del cual ya no puede aumentar su temperatura, ese límite es su temperatura de fusión (o punto de fusión) a partir de esa temperatura soloabsorbe el calor que su volumen le permite, entonceses comprensible, que a menor volumen de metal base, más rápido se llegará a su punto de fusión. Ahora, si nosotros tenemos un arco eléctrico con pocoamperaje ( 40 Ampers, ) tardaremos más tiempo en au mentar las calorías necesarias para llegar a la tempe ratura de fusión del metal base, por que aunque tene mos 3000°C, en el arco, este es muy pequeño y tiene menos capacidad de transmitir caior en el metal basepero si tenemos un arco eléctrico con mayor amperajeeste será más grande y con mayor capacidad de transmi tir calor con lo que aumenta la Temperatura del metal base más rápidamente. Una vez entendido el fenómeno del arco electrico estu diaremos las máquinas fundamentales que se emplean en soldadura. La más sencilla, aunque es la más limitada en su apij cación, es el transformador de corriente Alterna. • TRANSFORMADOR DE CORRIENTE ALTERNA Esta máquina es la que se fabrica en mayor cantidad por una serie de ventajas que la hacen de la preferen cia de todos los fabricantes en pequeño que se dedi can a trabajos aceros de baja aleación. En cantidad -

52 estos talleres representan una gran mayoría sobre los talleres que por trabajar aceros de alta resistenciarequieren de otro tipo de máquinas las ventajas más importantes son las siguientes. Dan buen resultado en aceros de baja aleación. El costo del transformador es menor que el de cual — quier otro equipo de soldaura eléctrica. El.mantenimiento es casi nulo por no tener partes enmov imiento. La instalación es muy sencilla solo consiste en conec tarlo a la fuente de corriente eléctrica. Su pesó y su volumen son reducidos por lo cual es fá cilmente transportable como equipo portátil. La única desventaja que tiene es que cosume más ener gía eléctrica que el generador de C. C. que estudiare rnos posteiormente. Las funsiones del transformador ,;ara soldadura son -las siguientes: Aumentar la corriente eléctrica ¿ disminuir el volta je . V Proporcionar diferentes Amperajes para-poder soldar placas- de diferentes espesores. Símbolo, Placa de M t o s y Parte-., de un Transformador. El

mbolo de un r_r-ms formado r

Alimentacion Primario

; el siguiente..

La rga Secundario

o -o Símbolo de Transformador

Fig. 3.1

o .o

En el se representan una parte llamada primario y otra llamada secundario. El primario es la parte que recibe la alimentación o sea la que se conecta a la fuente de corriente. Generalmente son dos terminales y dependiendo del tipo de transformador, estas termi nales se conectan a 110 Volts ( un cable a tierra y el otro a linea ) o a 220 Volts ( los dos cables co nectados a 1 ínea ).

Transformador conec tado a 110 volts.

Transformador Conec tado a 220 Voits. F ig . 3 .1. i Para saber a que voltaje debemos conectarlo tenemos que seguir las indicaciones de la placa de datos de la máquina la cual tendrá los datos de la siguiente forma : Ejemplo

54 Primario

Secundario

220 \folts.

25 - 50 Volts.-

35 Ampers.

30 - 200 Ampers.

Lo que quiere decir que requiere de un voltaje de al i mentación de 220 Volts que tomará 35 Ampers, Para es te caso tendremos que conectar los dos cables a línea. El lado del secundario es en donde se encuentran Iosbornes en los que se conectan el cable porta electro do y el cable de tierra. TIPOS DE TRANSFORMADORES. Hay dos tipos de transformadores, los que tienen en el secundario derivaciones fijas de Amperaje y los — que tiene núcleo móvil para vairación de Amperaje. En el primer caso,tienen del lado del secundario unaconexión para tierra y varias para el Electrodo, esas conexiones tienen diferentes valores de Amperaje. Ejemplb:

Fig. 3.1.10

El otro tipo ,.de /transformador, o sea el de núcleo m ó vil, cuenta-con'una manivela que mete y saca el nú — í.cleo dentro, de'.las bobinas inductoras aumentando o -¡disminuyendo el amperaje en el Secundario. Ejemplo:

placa de datos

;_ _ _ _ 1

® = a

Botón de Encendido Manivela

11 ii i¡Ti11iiii11mu Esefli a de Ampera O

Tierra

jes .

Electrodo

Fig. 3.1.11 Este tipo de transformador sólo tiene 2 bornes en elsecundario y tiene la ventaja de poderse variar el -amperaje a la cantidad que se quiera. Existen otros tipos de transformadores para soldar -que son Tos que contienen aceite; su funcionamiento y características son iguales a los mencionados anterior mente, sin embargo son los menos usados por las des ventajas que le da el hecho de tener que estar sus -bobinas cubiertas de aceite, lo cual los hace más pe sados y les resta capacidad de movimiento. LIMITACION DEL TRANSFORMADOR DE C.A. *S

Hemos dicho anteriormente que los transformadores deC.A.se limitan para soldaduras en aceros de baja alea ción, pues bien , ahora vamos a analizar el por que de esta 1 im itación. Para entenderlo claramente explicaremos lo que es la-

•JO ■4

corriente Alterna, la cual se define como el paso d e corriente que cambia de sentido a espacios de- tiempoiguales. Esto quiere decir que en un intervalo de — tiempo viaja en un sentido, se va deteniendo..hasta 11er gar a pararse completamente para en seguida regresar se, o sea viajar en sentido contrario y en la misma forma se vuelve a detener y otra vez se regresa. Este movimiento de la corriente puede expresarse en una gráfica de corriente y tiempo de la forma siguien te: Corriente

En los puntos 1 y 3 la corriente es máxima en un sen tido y en los puntos 2 y 4 es máxima en sentido de re. groso, en los puntos A ,B y C la corriente es cero yes precisamente en esos puntos en donde el arco se -apaga, esto provoca que las partículas de metal que están pasando del electrodo a el metal base se en — frien rápidamente lo cual es muy perjudicial para a c e ros de aleación (alta resistencia, duros, inoxidables etc) por que provoca que se endurezcan y se hagan que bradizos disminuyendo asi su resistencia a la tensión y su meleabilidad, propiedades que son muy importan tes como ya lo hemos visto en el Capitulo I. TRANSFORMADORES DE CORRIENTE RECTIFICADA. Pasamos a estudiar ahora los transformadores con rec tificador. Estos son transformadores iguales a los de corriente alterna de núcleo móvil pero tienen un dis

57 positivo electrónico intercalado en el circuito de la parte secundaria. Este dispositivo electrónico es un rectificador de on da que solo permite el paso de la corriente en un sen tido o sea que para el sentido contrario de la co — rriente es altamente resistivo con una convinación -adecuada de estos rectificadores se obtiene una co -rriente en el secundario de la siguiente forma:

í-

£o

tiempo

Gráfica d.-í Corriente Rectificada > ig . 3.1.13 Con este tipo de corriente se evita en gran parte el~ enfriamiento de partículas y lo que es más importante se tiene corriente en un solo sentido con lo cual se evita también chisporroteo y se obtiene un arco más estable. Desde que se aplico el rectificador a los transforma dores, estos alcanzaron su máxima api icación indus— trial, ya que la ventaja mencionada unida a la fabri cación de electrodos de mayor calidad los cuales se adaptan a situaciones difíciles como son los cambiosde corriente, han logrado que solo metales muy espe ciales requieran de corriente continua más uniforme. El símbolo de su r e ct if ica dor es el siguiente.

Símbolo de Rectificador Fig. 3.1.14

53 Generalmente los rectificadores que se usan en solda dura son de Selenio, los cuales son especiales para trabajo rudo por su alta resistencia mecánica. Un transformador con rectificador quedará representa do por la sig. fig.

Primario O

Simbolo de Transformador con Rectificador fig. 3.1.15 Los diagramas eléctricos de transformadores con recti ficador son más complejos, pero como lo que pretende mos es que se vea con la mayor claridad como puede -ser posible intercalar el rectificador en el transfor mador \ se interpretó de la anterior forma. PLACA.DE DATOS. Para identificar este tipo de transformador basta con ver en la placa de datos el símbolo del rectificadory los datos propios de un transformador o sea. Ejem. Primario rimario

Secundario

220 Volts. M 25-50 Volts 35 Ampers 30-200 Ampers

Placa de

Datos Fig. 3.1.16

59 Comercial mente estas máquinas reciben el nombre de -transformadores de corriente directa. GENERADORES DE CORRIENTE CONTINUA. Un generador de corriente continua es una máquina que por un medio mecánico o eléctrico hace girar a un ge nerador de corriente continua, por lo tanto consta de dos partes (aunque la máquina en algunos casos párese ser de una sola parte) una de ellas es un motor impul sor que puede ser un motor de gasolina (mecánico) o un motor eléctrico;'1 a otra parte es un generador — eléctrico de corriente continua. Explicaremos brevemente lo que es un generador para que se entiendan mejor estos conceptos; El generadorde Corriente C. es > m a máquina que requiere de un dis positivo externo que haga girar una flecha que pasa por su interior en la cual están colocadas unas bobi-nas de alambre de cobre llamadas inducido, estas bobi ñas cortan el campo magnético generado por otras bobi nas colocadas en la parte fija de la máquina (2)

Y de esta manera se genera una corriente en los alam bres del inducido la cual se manda a el exterior de la máquina por medio de carbones rozantes , conse— cuentemente ésta máquina resulta mucho más complicada que los dos tipos de transformadores tratados ante— riormente, pero tiene una ventaja que lo hace insusti tu ible, su corriente es más uniforme que Tos transfor madores y para soldauras especiales las cuales re quieren de un arco eléctrico de corriente continua --

60 o sea. lo mas estable posible. El generador es la m á quina que nos proporciona la corriente más estable. La gráfica de la corriente contra el tiempo de su g e nerador de tres fases (trifásico) es la siguiente:

Corriente Tiempo Grafica de Corriente Continua

Fig. 3.1.16 Como puede apreciarse la corriente es casi constante. El generador de Corriente Continua se usa como fuente de corriente para casi todos los proceso? de soldarura automática. Especialemnte aquellos que tienen altó velocidad deaplicación de material de aportación. ._ . ... CONTROL DE CORRIENTE Y POTENCIA DE TRABAJO. A un generador de C. C. se le puede variar la tensión y la corriente que suministra por medio de unos reostatos (resistencias variables en serie) por lo tantotendremos en la máquina dos controles, uno para c ó l m e n t e y el otro para voltaje, esto es muy importan te si se toma en cuenta que el voltaje tiene un papel muy importante en el arco eléctrico no la tratamos an teriormente, ya que los fabricantes de los transfor madores los construyen de tal manera que se obtienenvoltajes adecuados para las corrientes (Amperajes) -que se elijan y de esa forma se obtiene una propor—

61 ción mas o rnenos balanceada de tensión y corriente — sin que el soldador tenga la opción de elegir el vol taje del arco eléctrico, pues bien, en un generador ya tiene la opción de seleccionar voltaje de arco eléctrico y lo hará de acuerdo a los siguientes crite^ rios. Principalmente y sobre todo antes de hacer la primerprueba, el que le recomiende el fabricante del eléc-trodo. Si no se tienen datos iniciales, es necesario que e-fectúe unas pruebas en material de desperdicio e ir -ajustando el voltaje de la siguiente forma. Si el arco es muy inestable, o sea que se apague con tinuamente y que tenga que reducir mucho la distancia del electrodo al metal base, deberá elevar el voltaje. Si chisporrotea mucho, tiende a socabar la placa y el cordón quéda con mala apariencia y aún cuando levante mucno el electrodo el arco, no se apaga, entonces d e berá bajar el voltaje. El voltaje correcto, teniendo en cuenta que se tieneel amperaje adecuado, será cuando el arco sea estable, 1 a .distancia del electrodo al metal base sea adecuada, no chisporrotee, tenga buena penetración sin llegar a socabar y el cordón quede terso. Genera luiente los controles de voltaje y corriente, -son perillas con un indicador sonro una escala metal i_ ca, como se muestra en la figura siguiente.

Ampers

Vol ts F i g. 3.1.17

62 Los generadores son trifásicos o sea de 3 fases. Esto quiere decir que para su conexión tiene 3 hilosios cuales deben conectarse debidamente tal como lo indica el manual de la máquina.

Los generadores pueden conectarse a 220 Volts o a 440 Volts, y tienen una placa de datos en la cual se indi_ ca a que tensión debe conectarse para seguir correc tamente las indicaciones es necesario saber que en la corriente trifásica a el hilo de la izquierda se lellama fase uno al del centro fase 2 y al de la dere cha fase 3. El hilo de tierra siempre está indepen— diente de estas tres fases, pudiendo estar colocado dentro de la misma caja o afuera.

T Li

Alimentac ion

Fusibles

Cable de Tierra Conexión de Máquina Interruptor Trifásico Fig. 3.1.19

LEYES FUNDAMENTALES DE LA CORRIENTE ELECTRICA. Tenemos que la ley de ohm dice: El potencial o voltaje necesario para hacer circular -una corriente eléctrica a través de un elemento es i-gual a el producto de la corriente por la resistencia que ofrezca dicho elemento a el paso la corriente o sea: V = R I

Volts

Que también pueden escribirse de la siguientes formas R = —y V

ohms Amperes

Eti donde (V) Volts = diferencia de potencial o voltaje (I) Amper - corriente eléctrica (R) ohm

= resistencia eléctrica

Con estas fórmulas pueden calcularse los valores desco nocidos a partir de los conocidos. Ejemplos: 1.-

Se tiene en potencial o voltaje entre los extre— mos de un elemento Resistivo de 110 Volts, si lacorriente es de 5 Ampers Calcular la Resistenciade dicho elemento.

R = V/ I = 110/5 = 2 2 ohms 2.- Si tenemos un arcck eléctrico al que le aplicamos 125 Ampers y el potencial medido entre el electrodo y el metal base es de 30 Volts, estando encendido el -

h64 arco, calcular la Resistencia que ofrece el arco eléc trico a el paso de la corriente.

Fig.

3.1.21

De la fórmula o

=.-y- =

I25~ ~

ohms.

3.- Para el mismo problema anterior, calcular la c a í da de potencial o Volta ; que se produce al estar e n cendido el arco eléct.ri ■ > De la fórmula V

- RI

- 0.24 v 125 = 30 Vol;.s.

4.- En un . --Máquina de - 1•; ir tenemos -,^e si se toma el vol ta j ; J irectamente entre los bornes de la máqui na sin establecer el ai obtendremos un-valor de voltaje llamado Voltaje , Vacío. Má-:-lina de Sí 1dar ■ f O 9 —

L 0 - - J

Voltaje en Vacío Fig. 3.1.22

65 Y si tomarnos el valor del voltaje cuando el arco está en cendido, obtenemos un valor de Voltaje llamado Voltaje en Carga. Como al establecer el arco eléctrico se pierde potencialo voltaje por la resistencia que ofrece el medio gaseosodel arco al paso de la corriente, siempre el voltaje en vacío es más grande que el voltaje con carga, y la caídade potencial o voltaje en el arco será la diferencia en tre el voltaje en vacío y el voltaje con carga, o sea: Caída de Voltaje en el arco = Voltaje en Vacío - Voltajecon carga. V arco = V vacío - V con carga. Para el problema del ejemplo (3) calcular el voltaje en vacío de la máquina.

V vacío = V arco + V con carga.

V vacío = 30 + 30 - 60 Volts. En doride: V vacío = Voltaje en las terminales de la máquina, antesde establecer el arco. V arco

= Voltaje entre punta del electrodo y el metal b_a se.

V con carga = Voltaje en las terminales de la máquina, -con arco establecido.

66 3,2 COMBUSTION DE GASES Para entender con mayor claridad esta fuente de-ener gía es conveniente aclarar los siguientes puntos: COMBUSTION.- Como ya lo explicamos en el capítulo Il la combustión es la oxidación instantánea de un cuer po, que generalmente desprende luz y calor. De esta definición se desprende que necesariamente -tienen que mezclarse mínimo dos elementos para que -exista la combustión, estos elementos serán: El elemento que se quema (combustible) El oxígeno (comburente) Definiremos con mayor precisión lo que es un combusti ble y lo que es el comburente. COMBUSTIBLE.- Es un cuerpo que cuando se esta queman do desprende una determinada cantidad de calor que — puede ser aprovechada. \

Como puede verse, existe gran cantidad de materialescombustibles y su mayor o menor capacidad caloríficadependerá de la cantidad de calor que sean capaces de transmitir a otros materiales. Ejemplo de Combustibles. Gasolina Petroleo Aceite Combustible Gases Combustibles Etc. Los combustibles usados en soldadura son: Gas Acetileno Gas Propano Gas Butano

COMBURENTE.- El comburente es-en general el OXIGENO. Sin oxigeno no hay combustión, esto se entiende fácil mente si se razona la definición de combustión. POR QUE SE MEZCLAN LOS GASES Si quemamos un gas, el cual obtiene el oxígeno del me dio ambiente para oxidarse, la temperatura que produ ce no alcanzaría para fundir un metal ferroso (si cor^ sideramos a el acetileno, que es el más poderoso en calorías), si pretendiéramos fundir algún metal con menor punto de fusión necesitatiamos grandes cantida des de acetileno, aparte de esto, la cantidad de car bón generado por la lenta combustión en sucio la su perficie y no permite efectuar la soldadura por la -gruesa capa de carbón que se forma en el metal base.Si se activa la combustión con una fuente de oxígenoextra, de tal manera que el acetileno se queme instan táneamente, se incrementa considerablemente la temp-..ratura y si a esto agregamos unos dispositivos que concentren la flama de tal forma que su calor sea ce. trolado, tendremos en este caso una cantidad de ca lo rías en la flama capaz de p r o p o r c i o n a r hasta 3000''t de temperatura ,si consideramos que el hierro dulce --funde a 1500 C y es el meta 1 ferroso que funde a e l e vada temperatura, nos damos cuenta di.- Mue con esta flama podremos fundir todos los métalos, ferrosos y no ferrosos. DATOS TECNICOS DE DISTINTAS FLAMAS. AXI ACETILENO: Temperatura de flama 0X1 PR0PAN0 Temperatura de flama

3000’ C *\ 2500°C

0X1 BUTANO Temperatura de flama t

2500 'C

68 FORMA DE MEZCLAR LOS GASES. El mezclado del oxígeno y el acetileno debe hacerse un poco antes de quemados ambos, ya que no se puedenmezclar antes por sus diferentes propiedades físicasu químicas, las cuales mencionaremos a continuación. PRESION EN EL ACETILENO. El Acetileno no puede ser sometido a elevadas presio nes porque explota espontáneamente . Para ser envasa do a presión es necesario que se le construya un reci píente e cpecial llamado acumulador. Este acumulador consiste en tener impregnada una capa porosa (absor bente) construido de asbesto, cemento y carbón la — cual contiene acetona; Esta acetona se mezcla con elacetileno y esta mezcla si puede someterse a una pre sión relativamente reducida pero que permite envasaruna cantidad adecuada para .su distribución . PRESION PARA EL OXIGENO El oxígeno si puede someterse a elevadas presiones ysu envasado solo presenta las dificultades normales de cua.lquier recipiente que se somete a elevadas pre siones, :>or lo tanto el ¿nvace de oxígeno es de aceró de alta ¡t.-s istencia y ;in costuras (- ¡u soldadura? >a ra lo c .-i1 es necesario :onstruírlo -io talmente forja do. üna vez teniendo el oxíqeno y el a e e n l é n o en sus res pectivu. emvaces es necesario colocarles un medidor de presión que nos indica la presión en o! interior deltanque y en seguida un regulador de presión con ei cual podemos regular la presión del gas en el soplete y ésta presión la mantiene constante independí entemen te de que la presión del contenido en el cilindro es te variando conforme se consume, a esta parte del e quipo se le llama manómetro (lo que se opera con la mano).

En equipos portátiles el manómetro se conecta directa monte al cilindro, pero para equipos estacionariospueden colocarse separados de los cilindros. El funcionamiento de estos manómetros puede explicar se de la siguiente forma. INDICADOR DE ALIA PRESION. El indicador de alta presión es el indicado con el No. 1 a este le llega directamente el gas del cilindro; por lo tanto indica la presión en el interior del ci1 indro. INDICADOR DE BAJA PRESION. El indicador de baja presión esta conectado a una ca ma ¡-a de gas que tiene presión regulada' por medio de un tornillo; la presión de esta cámara es la misma -que tendrá el gas en el extremo de las manqueras, pre Lisamente antes de las válvulas de regulación de fia ma. COMO : S POSIBLE REGULAR LA PRESION. Si hace grra¡ .\ perilla del manómetro de ’¡1 mane ("vi ¡e el t o r m i : • entre, se aumenta la presión en el so.-Vete, y si s- ;!ra de tal forma que el tornillo -sai , se dismin,., la presión en el soplete. E; ¡•.ncionamienro eonsiste en dar mayor o i¡u;i¡or pre-sién a un resorte calibrado que impulsa una válvula de ;-iso y al misino tiempo una membrana elástica que recibe la presión del cilindro y trata de cerrar la misma válvula manteniendo una presión constante en la cámara (1)de la figura siguiente.

id industria son aleaciones, si tenemos en cuenta que un elemento de aleación puede cambiar las característi cas mecánicas del material y que la forma de agregar -elementos de aleación a un determinado material es fun diéndolo, podremos apreciar la ventaja que nos ofrece - ¿ el método de soldadura por fusión. Si al efectuar la -soldadura, agregamos material de aporte con elementos de aleación que mejoran las propiedades mecánicas del material que se suelda, tendremos en la zona de la sol dadura mejores propiedades mecánicas que en la-demás— continuidad del material y este es el punto fundamental que ha logrado una gran variedad de aplicaciones con -este método. Entre las principales aplicaciones que tiene el métodode soldadura por fusión, aprovechando la fusión para -agregar elementos de aleación para mejorar las propie dades mecánicas, se encuentran las soldaduras de aceroinoxidable, soldadura de aceros de alta resistenc i a la tracción. Recubrimientos que proporcionan a la |. 'eza resistencia a la corrosión, al desgaste, a la a b r a c ó n , etc. SOLDADURA''POR ADHERENCIA. Para esta forma de unir metales es necesario el uso d e material de aportación. En este caso es el material de aportación el que une a las piezas soldadas. Como ya mencionamos, las piezas que se sueldan por adtie_ rene ia-, no se funden, sin embargo si se calienta a unatemperatura llamada de ligazón del material, que se -aproxima a el punto de fusión del material de aporte. Se han desarrollado una gran cantidad de aleaciones p a ra soldar por adherencia, y en general, amedida que seimpone una nueva aleación para un determinado materialbase se van logrando bajar los puntos de fusión del m a terial de aporte y con ello se reduce la temperatura -de calentamiento del metal base, o sea la temperatura de ligazón.

105 Una forma práctica de explicar el fenómeno de la sol d a dura por adherencia e i la siguiente: Caundo calentamos unmct.al , este tiende a expanderse v aumenta su volumen uniformemente. Este aumento de volu men lo concerva el tiempo que dure antes de enfriarse ya que cuando se, deja enfriar vuelve a su estado origi nal, es lo que se conoce como fenómeno de dilatación y contracción de metales por aumento de temperatura, pues bien, al aumentar su volumen en la parte interna un m a terial, tiende a separar las moléculas de su superficie externa dando origen a pequeñísimas aberturas entre las moléculas Superficiales, es presisamente por estas aber turas por donde fluye el material de aporte cuando esta liquido, y.queda adherido o atrapado cuando al enfriar se el metal base vuelven a cerrarse las grietas, lógica mente, si esto ocurre cuando están juntos dos metales estos quedarán unidos. Trataremos de explicarlo con graficas: ti Material de Aporte Fluye Por los Huecos Entre las Molecu las

Metal a la Temperatura de Ligazón Fig.

5.1

Simulación de expansión en la superficie al aumentar la temperatura. De la explicación anterior pueden deducirse las condi ciones para que sea pos'ible la soldadura por adherencia Condiciones a el material de aporte.- debe tener como principal cualidad, la de tener un flujo fino cuando -esta liquido. El hecho de tener flujo fino quiere decir

i:;¡ (í o d u c c i o n

] A

DESARROLLO Hi STORICO DE LA SOLDADURA.

í.■ . ['in.c ipi os i,.i;ctcii¡ient a 1es que dieron origen r¡ los métodos actuales de soldadura, tuvieron su aparición en.el año de 1881, en el cual se logró establecer por pr i m e r un arco.-ej-é6tr.i.co entre, el ectrodos de car bón con el proposito de soldar bornes de plomo de ba terías de acumulador. Antes, ep—1877, se efectuaron las primeras soldaduras por presión, que consistían únicamente, en unir pie-2 as de poco esnesor sin calentarlas; esta unión se lo graba al aplicar una fuerte presión en piezas delga-das, limpias y colocadas a traslape. Este método d e s de su aparición encontró poca • -i ¡cocióri-, irti i izándo se r!,,.ámente ¡^.j casos muy |.ó- ' iculares, en i:¡ a c túa I i.:iad solo se, usa para sol 1a i■••inta.s de al.¡-i ni o o aleaciones de cobre,, por ejem; 1': para la unión de ho D;r;, . ue r.¡otorre. lectricos. Li ..re-reso indi. aut. iguo de sobe, u.ra es el de Ior.jado,crr :nrs,iste en .:'incitar en un,t :raq-ua los r¡- ■ 1 1<-s a ;<:■! y c o l o c a n M ios uno en-. : del otro •;/; •; lo n e la api i : ; ion de un iv. ■ ■•te llamad'. -J'incar c u . .'función es i ; ¡piar química e.Le las su;- •••"iestie intacto.' L ì -.resi.ón reqtier ! ía para la un ?nn se ^ ¡ i .-¡ire ional.-.i o> ando las pi- ''as sobre un /.migue - dunde.se golpi.-a: hasta -que :;u>.alaban unidas, después ■ dejaban enf» : -r lentament ■ . Fsta soldad.ira no. ofre ce garantías ñor no asegurar' e una penetrai ion compie ta y es muy costosa por la cantidad de traoaio rea 1 i"zado y el tiempo que tarda el calentar ios .¡ietal.es ,por estas razones sólo se u •’ 1 izó miqntras se desarro liaban los nuevos meto-'a s .; '...tualmente la soldadura de feria, sólo se usa ira •cáoá.jes de artesanía.

Regulador de Baja Presión

Regulador de Alta Presión

Partes de un Regulador de Presión Ûiafrâyîiià ¿seciona 1^ ^ do

îndicado r de P res ión Mem.hra na Elá'stica

\ ----

Ia#

—-—

Fig | 3.2.2

Tornillo de Ajuste

3ada cilindro de gas cuenta con su equipo de medición de presión. El equipo oxiacetilénico esta compuesto ■ de las siguientes partes

1 — M a n e r a E d e s o p le te M W 5 1— A d i t a m e n t o p a r a C o r t a r M C - 4 0 9 1— R e g u la d o r d e O x í g e n o 2 Ó 8 - 0 5 8 K G 1 —-R e g u la d o r d e A c e t i l e n o P re a ¡u s ta d o H826 2 — B o q u illa s p a r a C o r t a r S.C.O-ó 1— B o q u illa p a r a S o ld a r M W 2 0 4 1— B o q u illa p a r a 1-—- B o q u i l l a M anguera

S o ld a r M W 2 0 6

p a r a ^ S o ld a r M W 2 0 8

D o b le PL1 121

1-— E n c e n d e d o r de P ie d ra N -1 13 2 — C i li n d r o de O x í g e n o T ip o “ D " (Vacío) 1— C i li n d r ó d e A c e t i l e n o T ip o “ M C ” ( S o la m e n te con A c e to n a )

72 Una vez obtenido el gas a presión constante, es necesario transportarlo a la pieza de trabajo con conductores de — gas flexibles los cuales generalmente son mangueras. Estas mangueras son de construcción especial para USO RU DO y capaces de aguantar las presiones ordinarias de tra bajo que en algunos casos llega hasta 4 kg/cm2 de presión PRECAUCIONES PARA LA INSTALACION DEL EQUIPO. Se han tomado las siguientes normas internacionales paraevitar accidentes por equivocaciones al instalar el equi po o intercambiar los cilindros consumidos. COMBUSTIBLE. Las tuercas conectoras del gas combustible son de cuerdaizquierda y los cilindros y las mangueras de color naran ja, la válvula para abrir y cerrar el cilindro es de cua dro o sea se abre coñ llave de dado. OXIGENO. El oxígeno tiene conexiones de cuerda derecha, el color de los cilindros y mangueras es verde o .azul y la válvula del cilindro es una llave de operación manual. PROPIEDADES DE LOS GASES USADOS EN SOLDADURAS. ACETILENO.

•

£1 acetileno es el gas cc!í.bustitile más usado en so>uáóu-r a , su fórmula química es H^. Obtención.- La obtención del acetileno generalmente se efectúa por el método de carburo de Calcio al agua o aguaai carburo de calcio. El acetileno se obtiene agregando agua al carburo de cal cio en los Generadores de Acetileno.

73 A presión normal es incoloro, pero cuando está a mayor • presión, se ve de color negrusco, cuando está puro, es inodoro, pero por reglamento debe estar mezclado con una substancia de olor característico para que se identifique rápidamente. En caso de fuga. OXIGENO. S ím b o lo = 0

En soldadura se emplea comp comburente, o sea que activala combustión. Para el corte con soplete el oxígeno tiene dos funciones,una es activar la combustión del acetileno y la otra de-oxidar el metal base para el corte, esto se sucede de lasiguiente forma: Cuando el hierro está caliente y se le aplica oxígeno, su fre una oxidación insiaintánea localizada a lo largo de la sección de la pieza, este material oxidado, se bota fácil mente con la fuerza de la misma flama y el corte es efec tuando rápidamente. El método de obtención del oxígeno para uso industrial, es por medio de la destilación fraccionada del aire, lo cual consiste en bajar paulatinamente la temperatura del aire hasta llegar al grado de temperatura de la licuefac ción de los gases (fenómeno llamado licuación por abati miento de temperatura), como cada gas licúa a diferente temperatura, se puede ir obteniendo como líquidos que se acumulan en el fondo del recipiente, de esta forma, se -• puede obtener oxígeno, nitrógeno y algunos gases más con' r idos en el a iré. C U E S T IO N A R IO .

1. 2. 3. 4. 5.

¿Qué es la resistencia eléctrica? ¿Qué es corriente eléctrica? ¿Qué es fuerza electromotriz? ¿Qué es diferencia de potencial? ¿Qué voltaje mínimo se requiere para mantener el arco eléctrico encendido? 6. Defina temperatura 7. Defina calor 8

} Pnv'niio enn mac

iiC arlnc

1 n q t-y'AnQ fhvnn^HnrP^ df* C . A? .

74 9. ¿Cuál es la corriente mínima necesaria aplicada en el arco eléctrico para soldar? 10. ¿Porqué son poco usados los transformadores en acei tes? 11. ¿Cuál es la función fundamental de los transformado res? 12. ¿Cuál es el símbolo de un transformador? 13. ¿Cuál es la parte que se conecta a la fuente de co rriente? 14. ¿Cuántos tipos de transformadores existen y cuales ~ son? ' 15. ¿En qué consiste el transformador de tipo núcleo m ó ~ vi 1 ? 16. ¿Porqué es limitada la aplicación del transformador de C.A? 17. ¿Qué es corriente alterna? 18. De un ejemplo de máquina de corriente alterna. 19. ¿Cuántos tipos de corriente se usan en soldadura? 20. ¿Cómo se obtiene la corriente rectificada? 21. ¿Porqué tiene mayor aplicación el transformador con recti fi cador. 22. ¿Cuál es el símbolo de un transformador con rectifi cador? 23. ¿Qué es un generador de corriente continua? 24. ¿En qué casos es necesario el uso de generadores de corriente continua. 25. ¿Cómo se selecciona el voltaje correcto en un genera- 1 dor de C.C.? 26. Enuncie la Ley de ohtn. y su fórmula matemática? 27. De 3 ejemplos de combustibles 28. ¿Cuáles son los combustibles usados en soldadura? 2 9 . '¿Cómo es posible someter el acetileno a presión? 30.-¿Qué presión proporciona el indicador de alta pre--sión? 31. ¿Qué se necesita para regular la presión? 32. ¿Qué es un combustible. 33. ¿Cuál es la temperatura máxima de la flama oxiacetilé ni ca?

CAPITULO 4.1

PROPIEDADES DE LOS METALES Y ALEACIONES.

Primero definiremos lo que es un metal, químicamentelos metales se definen como los elementos que tienden a dar electrones y de esta manera podemos decir que en total hay 51 elementos metálicos, pero en éste li bro sólo vamos a referirnos a los más importantes pa ra la industria de la construcción. Los cuales son -los siguientes: Hierro Cobre Alumi ni o P1 ata Níquel Zi nc Estaño P 1orno Los elementos que se mencionan a continuación son m e tales de’aleación. Cromo Vanadio Titanio Mol ibdeno Antimoni o Tugsteno Las propiedades de los metales pueden dividirse en -tres grupos, las propiedades de tipo general , las -propiedades mecánicas y las propiedades físico quími cas que causan daño a los metales y aleaciones cuando se encuentran en operación. En los de tipo general in cluiremos las siguientes: El Color, en la mayoría de los metales el color varía de blanco a gris siendo las únicas excepciones el oro que es amarillo y el cobre que es rojo. El metal másblanco es la plata y los metales un poco menos blan cos (llamados plateados) son el aluminio, el platino,

el estaño, el níquel y el cadmio; el zinc, el plomo y -■ 1 cromo son blancos azulados; el hierro y sus alea ciones son blanco grisáceos. El Brillo.- Esta característica es propia de la mayo ría de los metales y sus aleaciones , esta propiedad es secundaria para efectos de soldadura, ya que paralograr un brillo uniforme en la pieza soldada, solo basta con emplear metales de aporte iguales al metalbase, o como sucede en la mayoría de los casos, el me tal de aporte es de mejores características que el me tal base. PESO ESPECIFICO.- Este se refiere a la relación que existe entre el peso de su cuerpo y el volumen que ocupa, es fácil comprender que los metales tienen dife rentes pesos específicos ya que unos son más pesadosque otros, por ejemplo , un kilogramo de aluminio ocu pará más volumen o espacio que un kilogramo de fierro y se dice que el peso específico del hierro es mayorque el peso específico del aluminio. DENSIDAD.- La densidad es la propiedad de los metales que nos, indica en que cantidad es más pesado un metal de otro y para hacer más fácil esta comparación, to dos se toman con relación a el agua ya q u e j a densi — ;ad del agua es de 1 Kg/dnw o sea que 1 dm de agua .'(•sa un kilogramo, un decímetro cubico de nierro pesa /.36 veces el peso 1 dm3 de agua , y se a¡ce que su aensidad es de 7.86. PUNTO DE FUSION.- Es la temperatura a la cual un sóli do se hace 1 íquido. Cuando se le aplica calor a un sólido, este aumenta su temperatura, pero llega un momento en que la tempe ratura no aumenta por más calor que se agrege, y es en ese momento cuando el sólido se esta transformando en líquido o sea la temperatura o punto de fusión . CONDUCTIVIDAD TERMICA.- Es la capacidad de los mate--

77 riales de conducir el calor, generalmente se definencorno las calorías que pueden pasar por segundo d tra vés de una pieza de 1 cm2 <je Sección Transversal . En soldadura, la conductividad térmica tiene un papel importante ya que de ella depende las deformaciones por dilatación y contracción y la cantidad de calor necesario para soldar la pieza. El metal que presenta mayores problemas para soldarse por su alta conductividad térmica es el cobre. El hierro colado también presenta problemas al soldar se por su casi mala conductividad térmica, lo que oca siona diferencias de temperatura muy grandes y por lo tanto grietas por dilatación si no se lleva su proce so adecuado. CONDUCTIVIDAD ELECTRICA.- Es la propiedad de los meta les de permitir el paso de la corriente eléctrica a través Je ellos los metales son los mejores conducto res de corrientes eléctricas, algunos más que otros Para poderlos clasificar por esta capacidad, es nece sario comprender lo opuesto a conductividad eléctrica lo cual es Resistividad o Resistencia Eléctrica, como los metales son conductores, quiere decir que la re sistencia que oponen ■el paso de corriente es m u y pe queña y en algunos riSos despreciable. La resistividad de los metales se mide en microhms/cm DILATACION.- Es la oropiedad que tienen los metales de aumentar su volumen al aplicarles calor. Cada metal tiene una cantidad determinada de aumento de volumena una temperatura constante, y para tener control dela dilatación es necesario hacer uso de el coeficien te de dilatación de caíia material. El coeficiente de dilatación es el aumento de longi tud entre la longitud original.

I ~

FLUIDEZ.- Es la propiedad que tienen los líquidos a adoptar la forma del recipiente que lo contiene , im portante en algunas aplicaciones de soldadura ya que1a fluidezdepende de la tensión superficial, o sea la resistencia molecular que existe en la superficie del metal líquido para poder mezclarlo con el metal que se pretende soldar. Fig. 4.1.Í Coef. de dilatación = 1 longitud .i 0 1 = 1ongi tud a X c •;

Estaño

La dilatación es uno de los factores que dificultan las operaciones con soldadura, ya que de ella depen den las deformaciones ocasionadas en el metal base. Después de que un metal es calentado y se dilata, e m pieza a enfriarse y con ello la contracción, y el m e tal debe tener la suficiente suavidad a las temperatu ras en las que suceden estos fenómenos para no que--brarse y de esta manera permitir que la pieza quede como desea

Lámina

Galvanizada

La Tensión Superficial Impide que se Impregne el Estaño a la Lámina

Fig.

La tensión superficial se hace más fuerte cuando el metal se cubre con una película de óxido y para elimi .".arla es necesario usar fundentes que disuelven el me tal oxidado y disminuyen o casi eliminan la tensión viperficial.

3 Z Z Z Z H

Fig. 4.1.2 Placa Soldada deformada por 1 j efectos de di l a ta c ión-con t ra cción.

Placa Prenzada y soldada'*' no hay deformación.

El Estaño se Impregna a la Lámina por la Acción del Fundente

Fig. 4.1.4

30 OCLUSION.le llama o:' ‘ ■•ion a la mezcla de gasescon metale--, ia cual ocur;- • uando el metal esta fundi do y los c-:\rs burbujean *-n su irter'jr, no pudiéndo escapar . quedando atr.:.. .idos al sol dificar el m e tal lo que \:asiona que c "-'tal sol ii j ^uede poroso. Cuando se . -Ida un m e t a l . • u ocasiones, sobre todo en soldaduf : de arco eléc:-i.o metálico, que los ga ses desprer: dos por el .ido del revestimiento, pe net;ran en fusión ocas i;■ ■.»ndo una oclusión que pue de ser d e t - \ a d a mediante .n.i radiografía.

F i■ : :iografía

<1-

1Je se aprec • i'PItüAOKS ■ ANICAS DE : , as propied.r , mecánicas ;ayor i m p o n -«»«..ia para el ,ue en las =ii; iones soldada■ ;<as propiedad^'; mecánicas ...;• dad del matei i.il o en algu:.'jorarlas por (.onstituir zona-,

.5 Soldadura fusiones. TALES. •s metales »í■ n las de ,;o en soldadura; ya -- ¿ .,-n obtenerse las mis — —¡ la demás continui — -;sos se requiere de me '-..i mayor esfuerzo.

Las propiedades mecánicas son s que nos permiten sa ber si determinado material r* apaz de efectuar un determinado trabajo o sopona; ..na carga determinada.

81 Puede comprobarse fácilmente que un material puede -ser sometido a diferentes tipos de trabajo o esfuer zos, por lo pronto entenderemos por esfuerzo la carca uniforme que soporta un material así, una columna está sometida a compresión, un cable está sometido a ten sión, una flecha de transmisión estará sometida a tor sión, un remache a esfuerzo cortante etc.

F ig . 4.1.6

r s ion

Mu.

.1:7

■ »

I 82

Loza de Concreto

£ Columnas Sometidas a Esfuerzo de Compresión

77777777777

777777777

Fig. 4.1.8

Remache Sometido a Esfuerzo Cortante

Fig. 4.1.9

G3 Empezaremos por analizar. LA RESISTENCIA A

LA TENSION.

La resistencia a la tensión se define corno el esfuer io máximo que resiste un material antes de romperse al ser sometido a un esfuerzo de tensión. La resistencia a la tensión se mide en kilogramos so bre cm? o sea los kilogramos de carga aplicada éntre los cm de sección transversal del material.

d 225Kg

4225kq 1 cm

Fig. 4.1.10 Así, si nosotros, apiicamos una carga o fuerza que — tiende a estirar la.barra mostrada, decimos que lo e> tamos sometiendo a una tensión de: 4

4 225 -^2 1 cm *

Siendo ésta la resistencia a la tensión del fierro -du lc e. La resistencia a la tensión es uno de los factores -más importantes en la construcción y siempre se trata de aprovechar un material a su máxima capacidad, esto sin descuidar los limites de seguridad, es por esto que cuando se requiere soldar un elemento que trabaja

a tensión, debe vigilarse que en la zona de unión noqueden huecos ni ranuras que reduzcan es'ta resisten cia, y mucho menos partes oxidadas.

Socavado

Espesor Reduc ido

\ / ■ w;

Soldadura

Espesor de P1 aca

Defectuosa

Fig. 4.1.11 Resistencia a la compresión. Esta se define como el esfuerzo ¡maUho de compresión que puede resistir un material antes de romperse. En el hierru, en el acero y en la mayoría de las aleaciones metálicas, la resis tenc ia \a compresión es casi igual que su resistenciaa la tensión, en este libro consideraremos iguales la resistencia a la tensión y la resistencia a. la compre . sión, por ¡o tanto, las mismas recomendaciones dadaspara soldaduras que trabajan a tensión son válidas pa ra soldaduras que trabajan a compresión. RESISTENCIA AL CORTE.- Se define como el esfuerzo mí nimo requerido para cortar un material. Para que el esfuerzo de corte sea mínimo es necesario que la fuerza o Esfuerzo sea un par de fuerzas que se aplican perpendiculares a la pieza.

85 \

/ /

////(!.

Esfuerzo Mínimo Aplicado para el Corte de la P1 aca Fig. 4.1.12 La mayoría de las uniones soldadas, aparte de estar sometidas a tensión y compresión también esí'án sometí^ das a esfuerzos de cortante. Todo*; los metales y aleaciones t ienen una determinada resistencia al corte, por lo tanto, al aplicar una -soldadura que va a ser sometida a este tipo de esfuer zo, debemos vigilar que su resistencia al corú- sea la adecuada. ;;artes

de la soldadura que traba ¡a el cortante.

rtes de la soldadura que i-abajan a Contante'

Partes, de la Soldadura que Trabajan a Tensión

Fig. 4.1.13 Partes de la soldadura que trabaja a tensión.

86 La resistencia al corte se mide también en kg/cm^, yes la fuerza que se aplica dividida entre el área d e sección que se somete al corte. PLASTICIDAD.- Es la propiedad de los materiales de de^ formarse, por la acción de una tuerza, y recuperar su forma original cuando se elii'ina dicha fuerza. Los materiales plásticos, por lo general dan monos

problemas al soldarse, por que a-bsorven perfectame te las deformaciones por dilatación y contracción al ca lentarse para soldarse, no sucede así con los mattria les que casi no tienen plasticidad, (como el hierro colado) para los cuales se requieren técnicas especia les para evitar agrietamientos. MALEABILIDAD.- Esta es solo una derivación de la Pías tisidad y es la capacidad de los metales de poderse laminar ( o hacerse láminas) o sea de ser aplastado sin que se rompa. DUCTILIDAD.- También es otra forma' de plasticidad so lo que ésta se def ine como la capacidad del materialde poder hacerlo alambre o sea de ser estirado sin -que se rompa. Ei oro, la plata, el cobre, el m o r r o y aluminio sonlo, que mejores propiedades plásticas tienen. FRAiiíI IDAD.- Se define como la .capacidad de los m a t e riales de aceptar muy poca deformación , al romperseya sea por impacto {choques súbitos) o por una fuerzade tensión. En general es lo opuesto de ductilidad. Los m e t a 1 -s ¡ás frágiles son los hierros colados: TENASIDAD.- Se define como la resistencia de un metal a^recibir impactos sin que se rompa, o sea un material Dúctil es más tenaz que un material frágil. Puede d e cirse que es lo opuesto a fragilidad. No importa queel impacto lo deforme, basta con que no lo rompa.

87 DUREZA.- Se define como la resistencia que presenta un cuerpo a ser penetrado por otro. Existen dos ti pos de dureza, la que se opone al raya do y la que se opone a la penetración. La más importante es la de penetración, existen ta— blas comparativas que nos indican el grado de durezade cada metal o aleación. La dureza de un metal es importante cuando se trata de piezas que son sometidas a desgaste o fricción o cualquier tipo de rozamiento sobre su superficie, lasoldadura encuentra en esta propiedad mucha aplica- ción, ya que una pieza que no es dura puede proporcio nársele dureza mediante su recubrimiento de metal du ro con soldadura, reduciendo con esto el costo de lapieza y pudiéndose renovar esta capa protectora —cuantas veces sea necesario. RESILILi’ íCIA. -r Es una deri vación de la resistencia a el impacto, solo que este incluye resistencias a - -impactos repetidos ( o de percusión ) los cuales son muy frecuentes en maquinarias rotativas de impresión. Esta propiedad solo se comprueba para materiales reía tivament- duros que al estar en operación reciben - impactos repetidos, y es para verificar si su trata miento térmico es el correcto. Como para todos los casos, también existen métodos de aplicación de soldadura que le da a la pieza alta re sistencia en el impacto. RESISTENCIA A LA FATIGA.- Es la propiedad del material de no romperse al ser sometido a esfuerzos repe tidos ya sea de tensión, torsión o compresión que nosobrepasan su capacidad para ninguno de los casos. La rotura por fatiga se debe a que cuando un ma te---rial es sometido repetidas veces a un determinado es

fuerzo, se producen en el grietas muy pequeñas que se agrandan a medida que se repite el esfuerzo, hasta llegar a formar una grieta que hace que el material se rompa. RESISTENCIA A LA TORSION.- Esta propiedad se refierea la capacidad del material de oponerse a ser torcido

Fuerzas que Producen un Esfuerzo de Torsión La principal aplicación la encuentra en los ejes y en soldadura es frecuente reparar flechas o ejes que se rompieron por sobre carqa de torsión, también se api i can soldaduras que trabajan a torsión en piezas de -fabricación. Ahora analizaremos las propiedades de los metales que causan daño durante su operación y empezaremos por la más importante, la corrosión. La corrosión es la propiedad de todos los metales de poder oxidarse, y constituye uno de los agentes d es tructivos del hierro y acero más poderoso, al gradoce que se considera que la tercera parte del metal -producido, se descompone o destruye con la corrosión. Para evitar la corrosión es necesario aislar el metal del oxígeno y del bióxido de carbono del aire. Los mé todos más comunes para proteger el hierro son las — aplicaciones de pinturas anticorrosivas. En todos los procesos de soldadura, la oxidación es uno délos factores de mayor importancia, y en general puede decirse que el empleo de fundentes y revesti- -

89 m ientos en los electrodos y gases inertes, tienen co nio funsión primordial evitar que la zona soldada se oxide. 4.2

TIPOS DE METALES.

METALES FERROSOS.- Son los más usados en la industria y se definen como aquellos que tienen como base principal al hierro. ti hierro puro no tiene aplicación práctica y en ge neral su principal aleante es el carbono. Dependien do de la cantidad de carbono, que contenga se puedehacer una clasificación general dentro de la cual es taran contenidas otras series de clasificaciones, -r- .u tanto podemos decir que son 3 grupos: HIERRO FUNDIDO HIERRO DULCE ACERO. HIERRO FUNDIDO.- Se le llama así porque se obtiene por medio de fundición, o sea que se lleva a su esta do líquido y posteriormente es vaciado en moldes, por' este hecho .podamos identificar rápidamente una pi *?d de hierro fundido de otra de acero laminado. El porcentaje oe carbono contenido en los hierros -fundidos varía de 1.75 a 5%. Se tienen tres clases de hierros fundidos los cuales son: HIERRO COLADO GRIS.- Es el más usado en la industria; es muy versátil, cuando se le agregan elementos de aleación tales como níquel cromo y molibdeno, su — principal característica es su buena resistencia a la compresión y es fácilmente maquinable (propiedadque permite cortarlo con segueta o con buril de tor no e t c .).

90 HIERRO COLADO BLANCO.- Es extremadamente duro contie ne gran cantidad de carburo de hierro (aleación muydura) es de color blanco plateado, se obtiene al en friar rápidamente el hierro colado gris cuando estaal rojo. El colado blanco no es soldable en ese esta do, es necesario tratarlo térmicamente para poderíosoldar y posteriormente volverlo a hacer hierro blan co mediante otro tratamiento térmico. HIERRO COLADO MALEABLE.- Se obtiene al someter el -H.C. blanco a un proceso de recocido ( tratamiento térmico que consiste en calentar la pieza y dejarlaenfriar lentamente) mediante el cual adopta las pro piedades del hierro colado gris, pero con más resis tencia a el impacto, o sea es más plástico, por eso se llama maleable. X ■ HIERRO DULCE.- El hierro dulce es el que tiene menor contenido de carbón (menor del 0.3" ) es el mas sua ve de los metales ferrosos por lo cual se le llama dulce, tiene las mejores propiedades de ciucti1 idad (facilidad d3 hacerse, lámina). No puede ser endure cido por tratamiento térmico. ACEROS. Su porpiedad de poder endurecerse mediante tratamien to térmico,lo hace diferente al hierro dulce y su má ximo contenido de carbono (de 1.7%) lo hace diferen te a los hierros fundidos, en general esta compuesto de hierro hasta un 98% y carbono de 0.05 a 1.7%. ACEROS ALEADOS.- Son aquellos que tienen elementos de aleación tales como Silicio y Manganeso. Los a c e ros aleados tienen una gran variedad de aplicaciones en piezas de maquinaria. METALES NO FERROSOS.- Son los que no contienen hie-rro como elemento básico o sea que puede estar pre sente como elemento de aleación. Los metales no fe--

91 -rrosos más utilizados en la industria son: ALUMINIO

LATON

INCONEL

COBRE

NIQUEL

ZINC

BRONCE

MANEL

PLOMO MAGNESIO

El bronce y el latón son aleaciones a base de cobre zincy estaño. El monel e Inconel a base de ñique.

CUESTIONARIO. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26.

Mencione 5 metales más usados industrialmente. '’ i_;^ ..e 4 elementos de aleación. ¿Qué es punto de fusión ¿Qué es' conductividad? ¿Qué es la dilatación? ¿Cómo se obtiene el coeficiente de dilatación? ¿Qué es resistencia a la tensión.? ¿En qué unidades se mide la resistencia a la tensión? ¿Cuál es la resistencia a la tensión del fierro dulce? Defina resistencia a la compresión.. Defina resistencia al corte Defina plasticidad ¿Qué es maleabilidad? Defina ductilidad Defina fragilidad Defina tenasidad ¿Qué es dureza? Defina resiliencia Defina resistencia a la fatiga Defina resistencia a la torsión Definá corrosión. ^ ¿Cómo se puede evitar la corrosión? ¿Cuáles son los metales ferrosos? ¿En qué grupos se clasifican los metales ferrosos? ¿Cuáles son los metales no ferrosos? ¿Cuál es el contenido máximo de carbono del hierro -d u l c e .?

92 4.3 MATERIALES. En este capítulo presentamos una serie de tablas en las cuales se dan la forma y dimensiones de como se encuen tran comercialmente, explicando para cada caso, la for ma de util izarlas. ACEROS ESTRUCTURALES. Los aceros estructurales son los que tienen una resis— tencia a la tensión misma de 60000 lb/in^ y son los que se encuentran en el mercado en las más variadas formasy dimensiones. VIGAS

Las vigas I se clasifican de acuerdo a las siguientes dimensiones.

,á itura ó Peraltg

Espesor del Alma

— i Ancho del. Patín fig. 4.3.1 VIGAS

Las vigas H son similares a las vigas I solo que el an cho del patín es más grande. CANALES

Se clasifican de acuerdo a las siguientes dimensiones: Espesor del Al ma I---- 4 Ancho del Patín fig. 4.3.2

Altura ó Peralte

93 PLACAS O MATERIALES PLANOS "SOLERAS" Estas se determinan por dos medidas, ancho y espesor.

Espesor Ancho t ig .

4.3.3

ANGULOS DE LADOS IGUALES. Se clasifican por la longitud de sus lados y el espesor del mismo. ANGULOS DE LADOS DESIGUALES. Se clasifican por la longitud de cada uno de sus ladosel espesor de los mismos. Lado Corto

_-F 'ínp^nr

Lado Largo fig.

4.3.4

REDONDO. Se clasifica únicamente por el diámetro de la sección transversal. Diámetro

f i g . "4.3.5 Se consideran redondos cuando tienen mas de 6.4 mm de diámetro.

ALAMBRON Son redondos con diámetros de 6.4 o menos. VARILLAS. Son redondos pero con superficie corrugada con el fin de sujetarse mejor al concreto, son utilizadas princi pálmente para reforzar los elementos de concreto. 0 iámetrcr

fig.

4.3.6

Observe que el diámetro de la varilla es el exterior formado por el corrugado. CUADRADO. El cuadrado se clasifica únicamente por la longitud d sus lados.

95 MATERIALES DELGADOS FERROSOS Y NO FERROSOSPara materiales delgados, láminas y alambres no ferro sos, se sigue un sistema de calibres, el cuál explicare mos a continuación. Calibres para Alambres. Los calibres de alambre delgado se hicieron en base a un máximo de 0.46 pulgadas y un mínimo de 0.005 pulga das entre los cuales se insertaron 38 dimensiones dis tintas. La relación entre un diámetro cualquiera y el siguiente en la escala, está dada por la expresión 0.4600 0.0050

92 •

\¡

, 199ü K1229

Esta expresión geométrica puede expresarse como sigue: (Reglas prácticas apiicables al sistema AWG- American Wirw Gage) a) El incremento de tres números de calibre (verbigra cia del 10 al 7 ) ^ P ' '"■“ rá el a rea y el paso. b) El incremento de seis números de calibre (verbigra cia, del 10 al 4) duplicará él diámetro. c) El incmiento de 10 números de calibre (verbigracia del 10 al 1/0) multiplicará area y peso por 10 A continuación se presenta una tabla con calibres de -alambres. -v

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A L A M B R E

CALIBRADOR DE ¡ALAMBRE

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—

-21 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1? 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Di ame tro m.m. 7.620 7.213 6.579 6.045 5.588 5.156 4.572 4.191 3.759 3.404 3.048 2.769 2.413 2.108 1.829 1.651 1.473 1.245 1.067 0.889 0.813 0.711

C¿L

CXl

Peso en Ks. de 1000 m. 355.709 318.726 265.158 223.861 191.292 162.859 128.056 107.602 86.624 70.984 56.913 46.971 35.670 27.223 20.563 16.699 13.292 9.495 6.975 4.837 4.047 3.096

No. dem. ,en 1 Kq. 2.81 3.14 3.77 4.47 5.23 6.14 7.81 9.29 11.54 14.09 17.57 21.29 ■2 8 . 03 , 36.73 48.63 59.88 75.23 105.32 143.37 206.73 247.10 323.00

p 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

CALIBRADOR DE LA " MERI CAN s i r n ; WIRE Co " (A .S.é.U. Di âme tro •"uso en Ks. N o . de de 1000 m. en 1 Kq m.m. 7.188 316.520 3.16 3.67 6.668 272.381 234.729 4.26 6.190 200.647 5.723 4.98 • D . C. J L ■ 169'366 5.90 6.86. -4.877 M .7 1 0 8.08 i2.3 .8 3 J 4:496 9.64 103.735 4,115 3.767 11.50 86.931 1.3.88 3.429 72.031 17.42 3.061 5 / . 400 2.680 . 22.73 44.000 . 30.22 -2.324 33.087 39.53 25.295 2.032 20.493 48.80 1.829 15.448 1.588 64.73 86.72 11 .532 1.372 112.04 ■■. :J ¿ J , 1 . 207 .639 150.63 i .04 1 208.94 0.884 '• , / 9 6 251.76 3.9 72 . 0 .805 3.233 309.31 0.726

“7

LISTA GENERAL CO N D EN SAD A DE MATERIALES LAM INADOS

VIGAS "I" (TIPO AMERICANO) ALTURA O PERAtTE

ANCHO DEL PATIN I ESPESOR DEL ALMA

Putg

Pulg

3 4 5 6 7 3 9 1C 12 12 15 15

59.2 67.6 76.2 84.6 93.0 101.6 110.0 118 3 127.0 133.3 139.7 1 '4

2.33 2.66 3.00 3.33 3.66 4.00 4.33 4.66 5.00 5.25 5 50 6 00

76.2 101.6 127 0 152.4 177.8 203.2 228.6 254 0 304 8 304 8 381.0 381.0

4.3 4.8 5.3 5.8 6.4

; : 1 !

69 7.4

H ¡, ! 1

7.9 8.9 11.7 10.4 15.0

PESO

Pulg.

Kg/m

Ibs/pie

0 17 0.19 0 21 0.23 0.25 0 27 0 29 0 31 0 35 0 46 0 41 0 59

8.48 11.46 14.38 18.60 22.77 27.38 32.44 37 80 47.32 60 72 63.84 90.43

5.70 7.70 10.00 12 50 15 30 18 40 21.30 25.40 31.80 40.80 42.90 60 80

1 i ! ! I !

VIG AS "H" ALTURA O PERALTE

j !

52 4

Pulg

I ANCHO DEL PATIN

|¡ ESPESOR DEL ALMA

1-------

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Pulg

! i

Pulg

j Î

Kg/m

lbs pie

795

0.313

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35 37

2A10

K ' 6

1524

PESO

------- 4-

CANALES "U"

peraítí

Pulg

76 2 101ó 152 i 152 4 203 2 203 2 254 0

25J 0

mm '

Pulg

Ug/m

Ibs

43 4.6 5.1 14.3 5.6 14.8 6.1 20 9 7.1 19.2

0 17

6.10 3 04 12 20 23.07 17.11 31.62 22.77 52.09 7.081 59 53

4 10 5 40 8.20 15 50 11.50 21.25 15.30 35.00 20 70 ; 40.00

35 8

1 41

40.2 43 7 57.9 57 4

1 58

1.92 2.23

2 26

80 8

2 62 2.60 3.18

74.7

2 .9 4

86 8

3.42

66 6 66.0

ESPESOR DEL Al**A

Pulg

A - 'A

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304 S 304 S

ANCHO DEL PATIN

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LAMINADOS

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2h 'M í ,

3 x

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7, 1 I1, . 1!a 1J. 2 2', 2Vj 2J4 3 '.„x'j 56 3,

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4 5 4

50-3 57 1 o' j5 • 69 8 762 82 5 83 9 95 2 iOí.6 114 3 127.0 152 4 7.9x12.7 15.9 19.0 22.2 25 4 31.7 38.1 44.4

2 2>21; 2’ < 3 3‘ . 3'j 3'. 4 4'

5 6 VI" « i, \ 3, 7 . f i 1 1', Ih 1Í¿

.989 1.186

1.383 1.581 1.977 2.372 2.767

COM PAÑIA F U N D ID O R A D E F I E R R O Y A CE R O D E M O N T E R R E Y . S A-

LISTA GENERAL CONDENSADA DE MATERIALES LAMINADOS PLA N O

PLANO

D IM E N S IO N E S

mm '<50.8 ¿7.1 63.5 69 8 76.2 33.? ' 1u i6 1:4 3 :7 0 •52:4 ,¡2.7 15.9 ;v *0 » 22.2 J. H 31.7 i 4 ¿0.8 '.7.1 c3.5 r9 8 ,',2

ìì25 S ì * .9

752 101.6 114 3 ..:7 C »52 4 1*25 4 Vi 7 ;9.o :*54 li 7 j3.1 *44 e0 8 57.1 ,3.5 ó9 3 -o 2 «2.5 689 95.2 101.6 114 3 127.0 152 4 9x19.0 25 4 31.7 38.1

Dimensiones

PESO

Pulg. S I..xv

1: 2": 2 33 -

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PESO K g /m . 5.535 ..¿ •3 25 . 7.115 7.906

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8.697 9.4S7 10.278 11.068

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2 372 2.347 0.321 3.795 4 269 4.744 5 21a 5 692 6 167 0.6-41 7.116 7.590 8.539 9.488 »1.335 2.214 2.765 i.581 1.697 2.530 3.162 3.795 4 427 5.060 5 692 6.325 6 957 7.590. 3.222 8.355 9.487 10 120 11.385 12.650 15.180 2.372 3.162 3.953 4.743

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14.33? 15.496 16.603 17 710 19.924 22 137 26 564 10.120

11335 I2.650 13.915

15.ISO

3‘ ,

16 444 17710 13 974 20 240

22 7ó ^

25.299 30 359

LISTA

GENERAL CO NO ENSADA D E MATERIALES LAM INADOS -01

PLANO DIMENS ONES mrn

I PESO

í»ulg.

23.6x50 8 63.5 76 2 83 9 10i.6 127 0 152 4 3; 7x50.3 63 5 76 2 83 v 101 6 114 3 12 /n 152.4 34 VN114 3 33 1x 5G3 63 j 76 2 S3 v »0*o ; i' i ii 14

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Kg n. i! . 14 . . 17-;.'

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{LADOS IGUALES

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ANGULAR (LADOS DZSIGUALESl

50.8X38.1X3.2 101.6X76 2X6.3 • 7.9 9.5 11.1 12.7

; 2* 1 »2x 'i ! 4x3 x 14 5 h 3 '8 lo 7

'v io N 'T K W îK Y

A P R R D

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LISTA GENERAL CO N D EN SAD A DE MATERIALES LAM INADOS ANGULAR

(LADOS DESIGUALES)

DIMENSIONES mm,

PESO

Pulg. 4x3 x %

101 .0X 76.2X15.9 19.0 152 4 X 101.0X 7.9 9 5 11 1 12 7 15 9 19 0 22.2 25 4

REDO NDO

6<4 x ’ /1**

7/U

58 3; ?á 1

Kg./m. 2 0.24 23.81 15.19 18.30 21.28 24.11 29.76 35.12 40.48 45.84

DIM ENSIONES

' 1

mm 50.8 57.1 60.3 63.5 66.7 69.8

73.0 76 2 82.5 88.9 95.2 101.6

PESO Pulg.

Kg/m

2 2U 2 tt

15 896 20.119 22.4 16 24.838 27.383 30.054 32.847 35.766 41.976 48.681 55.883 63.583

Vh 2% 2Î4 2/, 3 3 Vi 3 Vil 3« 4

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ALAMBRON En Rollos en, ^ 40 y 60 Kgs.

19.0 x 3.2

25.4 x 3.2

x '/. x '/»

i 0.91 1.32

31.7 x 4.8

t ' 4 X J/16

2.37

31.7 x ó.3

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3.01

6 8 10

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CU A D R A D O REDO NDO i í ■ i 6.4 7.9 9.5

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II. 1 12.7 15.9 19.1 22.2 25.4 28.6 31.8 34.9 38.1

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41.3 44.4

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0.24d

0.388 0.559 0.761 0.993

1.552 2.235 3 .0 4 0 3 .9 7 5 5.029 6.209 7.513 8 941 10 494 12.170 13.971

;

6.3 7.9 9.5 12.7 15.9 19.0 22,2 25 4 23 ó 31.7 34.9 38.4 413 44.4 47.6 50.8

i; S lit 3b

Vi ‘ s

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l'-i Ha IV, 1H

i1; H. 2

.316 .495 .711 1.265 1.977 2.846 3 874 5 060 6.404 7 907 9.566 1 1 385 13.36 i 15.497 17.788 20.239

57.1

63.5

2'j

25 616 31 624

69.8 76.2

2 Ji 3

45.538

38.265

FORMA DE'UNION DE METALES POR SOLDADURA.

En soldadura de metales, podemos reducir a dos de las formas de unión, las cuales son: 1.- FUSION 2.- ADHERENCIA En la soldadura de fusión incluiremos todos los procedi_ mientos que efectúan la unión mediante la fusión de las partes a unir o metal base. En la soldadura por adherencia se incluyen todos los -procesos que no funden el metal base, y en general im plica la aplicación de material de aporte el cual si se funde al efectuar la unión. Explicaremos a continuación en que consiste cada uno: SOLDAR POR FUSION Esta forma de soldar metales es la que se aplica en -todos los procesos de soldadura por arco eléctrico, y en algunos procesos de soldadura por llama; consisten básicamente en fundir (llevar al estado líquido por m e dio de elevación de temperatura) los bor'des de la unión de los metales y mezclarlos de tal manera que al en---friarse queden formando una sola pieza. En genral la soldadura por fusión puede efectuarse conaplicación de material de aporte o sin material de ---aporte. Como puede comprenderse, en este tipo de soldadura, qu ¡2 dan mezcladas químicamente las partes que se unen, o -sea es necesario que los metales que se pretenden unirtengan afinidad química, por lo cual casi siempre son semejantes, salvo algunos casos que mencionaremos poste riormente. La mayoría de los materiales metálicos que se usan en -

,d industria son aleaciones, si tenemos en cuenta que un elemento de aleación puede cambiar las característi cas mecánicas del material y que la forma de agregar -elementos de aleación a un determinado material es fun diéndolo, podremos apreciar la ventaja que nos ofrece - ¿ el método de soldadura por fusión. Si al efectuar la -soldadura, agregamos material de aporte con elementos de aleación que mejoran las propiedades mecánicas del material que se suelda, tendremos en la zona de la sol dadura mejores propiedades mecánicas que en la-demás — continuidad del material y este es el punto fundamental que ha logrado una gran variedad de aplicaciones con -este método. Entre, las principales aplicaciones que tiene el métodode soldadura por fusión, aprovechando la fusión para -agregar elementos de aleación para mejorar las propie dades mecánicas, se encuentran las soldaduras de aceroinoxidable, soldadura de aceros de alta resistenc i a la tracción. Recubrimientos que proporcionan a la p e z a resistencia a la corrosión, al desgaste, a la a b r a c ó n , etc. SOLDADURA ‘ ‘ POR ADHERENCIA. Para esta forma de unir metales es necesario el uso d e material de aportación. En este caso es el material de aportación el que une a las piezas soldadas. Como ya mencionamos, las piezas que se sueldan por ad'he_ rene ia-, no se funden, sin embargo si se calienta a unatemperatura llamada de ligazón del material., que se -aproxima a el punto de fusión del material de aporte. Se han desarrollado una gran cantidad de aleaciones p a ra soldar por adherencia, y en general, amedida que seimpone una nueva aleación para un determinado materialbase se van logrando bajar los puntos de fusión del m a terial de aporte y con ello se reduce la temperatura -de calentamiento del metal base, o sea la temperatura de 1 iga z ó n .

105 Una forma práctica de explicar el fenómeno de la s o l d a dura por adherencia es la siguiente: Caundo calentamos unmot.al, este tiende a eXpanderse v -aumenta su volumen uniformemente. Este aumento de volu men lo concerva el tiempo que dure antes de enfriarse ya que cuando se, deja enfriar vuelve a su estado origi_ nal, es lo que se conoce como fenómeno de dilatación y contracción de metales por aumento de temperatura, pues bien, al aumentar su volumen en la parte interna un m a terial , tiende a separar las moléculas de su superficie externa dando origen a pequeñísimas aberturas entre las moléculas superficiales, es presisamente por estas aber turas por donde fluye el material de aporte cuando esta líquido, y.queda adherido o atrapado cuando al enfriar se el metal base vuelven a cerrarse las grietas, lcgica_ mente, si esto ocurre cuando están juntos dos metales estos quedarán unidos. s* Trataremos de explicarlo con graficas: El Material de Aporte Fluye Por los Huecos Entre las Molecu 1a >

Metal a 1a Temperatura de Ligazón Fig. 5.1 Simulación de expansión en la superficie al aumentar la temperatura. De la explicación anterior pueden deducirse las condi ciones para que sea pos'ible la soldadura por adherencia Condiciones a el material de aporte.- debe tener como principal cualidad, la de tener un flujo fino cuando -esta líquido. El hecho de tener flujo fino quiere decir

106 que debe filtrarse por pequeños orificios o ranuras con facilidad. Debe ser impregnante cuando esta líquido, -esta es la facilidad de hacer contacto físico con faci lidad y rapidez. Citaremos dos ejemplos para que se e n tiendan mejor estas propiedades. La gasolina es altamente impregnante y tiene flujo muyfino, es decir, si nosotros vaciamos un vaso de gasoli na sobre un pedazo de tela estirado horizontalmente, ca si inmediatamente pasará la gasolina a el otro lado dela tela, sin embargo el aceite para motores de gasoli na (número 40) es impregnante, pero mucho menos que lagasolina y es de flujo menos fino que la gasolina y ló gicamente, si hacemos la misma prueba tardará más tiem po en pasar a el otro lado de la tela. Condiciones a el material base.- debe estar perfectamei^ te limpio ya que cualquier elemento que interfiera el r flujo del material de aportación impediría completamen te que penetrara y consecuentemente no se efectuaría -la unión.

Existen materiales porosos como algunos metales v a c ú -dos o los hierros colados, que absorben grasa o aceita cuando están trabajando y al momento de calentarlos pa ra soldarlos este aceite se quema y se evapora impidien_ do que se logre la unión, para estos casos es convenier^ te usar elementos químicos que limpian profundamente--el metal y se volatilizan rápidamente (es muy usado — el tetracloruro de carbón también se le llama triclene) ■ Como ya mencionamos anteriormente, las aleaciones parasoldaduras por adherencia han alcanzado una gran varie dad, la cual ha traido consigo una aplicación de solda dura con alta capacidad de penetración que en algunos casos se le llama soldadura por capilaridad, ya que lacapilaridad es la propiedad de los líquidos de impreg— narse aún en las partes más estrechas, o sea penetran o fluyen a través de pequeños orificios o superficies encontacto

10? Este tipo de uniones consiste en soldar piezas en contac to con una cantidad mínima de material de aportación lo grándose la unión en. toda el area de contacto* Ejemplo:

5 cm

Areas completamente unidas por el método de soldadura por adherencia con material de aporte de alta penetración. -(ó soldadura por capiTari dad) Este tipo de soldadura se aplica sólo para láminas de po co espesor (máxima 4 itíti) CUESTIONARIO. 1.~ ¿Cuáles son las formas de unión de metales? 2.- ¿Cuál es la de mayor aplicación?

¿En qué consiste la soldadura por adherencia? ¿En qué consiste la soldadura por funsión? ¿Qué ventajas tiene la soldadura por funsión? Explique el fenómeno de la adherencia ¿Qué características debe tener el material de aporte en soldadura por adherencia. Explique el fenómeno de capilaridad? ~ ¿Cómo se puede limpiar de grasas un metal poroso? 10 ¿ Hasta, que espesor de lámina puede soldarse por el — proceso de adherencia?. 4.b -6.?•-

109

A) PROCESO 6.1.1 PROCESO DE SOLDADURA DE ARCO ELECTRICO MANUAL CON CORRIENTE ALTERNA.

B) EQUIPO FUNDAMENTAL Transformador para soldar de corriente alterna C) DEFINICION Es un proceso de soldadura por fusión, totalmente manual que emplea como fuente de energía un transformador de corriente alterna y como raterial de aporte a electro dos metálicos fusibles recubiertos, que al fundirse for man parte del metal depositado. D) DESCRIPCION DEL EQUIPO, ACCESORIOS Y FUNCIONAMIENTO El equipo consta de las siguientes partes: 1.- Máquina transformador de C.A. la cual tiene: En el primario (parte posterior) cables para cone xión a la fuente de corriente.

En el secundario (parte frontal) bornes para la c o nexión de cable portaelectrodo y cable de tierra. Esta máquina cuenta con medios que nos permiten obtener distintos valores de Amperaje en el secundario, y el -voltaje será constante. Existen dos tipos de máquinas transformador ; de taps^o derivaciones fijas y de nú — eleo m óv i l .

110

O o o o o

150 A 125 A 100 A 75 A T ie rra

Caja de Transformador Tipo Taps. fig. 6.1.1.1 Parte frontal de un transformador de taps o derivacio nes fi j a s ,

150

125

100

1 E 1ectrodo O

T ierra O

Caja de T ransformador de N fig. 6.1.1. 2 Parte frontal de un transformador de núcleo móvil. En la máquina tipo taps se obtiene solamente los ampe rajes indicados en cada borne, para el ejemplo a n t e rior, tendremos 75 Amper de corriente en el arco si c o nectamos el cable de eléctrodo en 75 y el cable de tie rra a tierra, el cual es fijo para todos los valores -

I. •!

111 de corriente, como puede verse sólo tenemos 4 valores de corriente para el arco (desde luego que existen gran variedad de máquinas que cuentan con diferentes valores de corriente en el secundario), los otros valores de co rriente los obtenemos cambiando la conexión del electro do. La selección de terminales a emplear estará de acuerdoa las recomendaciones de corrientes promedios proporcio nados por los fabricantes de Electrodos. En la máquinade núcelo móvil, tenemos una manivela que mete y saca el núcelo magnético de las bobinas inductoras, ocacio-nando variaciones de corriente en el secundario y el -mismo tiempo mueven una cinta indicadora de los ampera jes, como puede apreciarse, sólo tiene dos bornes, para conexión de tierra y porta-eléctrodo. ti equipo se complementa con los accesorios siguientes: cable con pinzas de tierra cable con porta-electrodo o maneral careta para soldar con arco.

f ig .

.1.4

L j Forma ¡oerar el eijI^o secuenc ;j operativa a) R e v i s i ó n oel equipo Revi sion de 1a máqui na : Con equipo Deseneryizado Checa-r que las terminales para conexión están firmemen te conextadas que los aisladores de los bornes para c o nexión esten en buen estado, que el manera! y piezas de tierra esten correctamente conectados a los cables, y que los bornes de conexión no esten flameados.

113 Placa de datos d- la máquina. Es necesario rev¡ ar la placa de datos y tenerla siem— pr -: en buen est :.ya que en ella se indi ¡n las c a rarteristicas de la fuente a a.,o se debe conectar la má quina y la capac .dad de traba ¡o de la misma. I ¡a placa de da tos debemos obtener como mínimo los si «.•y ti'nüas datos: Datos para el ; n ; :ario o de «• ¡mentación ' pac idad : K '/■ . ¡■riente : A. vtn-s ol taje rara el

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ar la fuen1.

si ¡-'utencial ce . .mja en el secundario nos indica el voltaje en el ü---.:o general menee varia entre 3Ü y 70 — Volts. Lu Capacidad má*. ima es el amperaje máximo que puede pro porcionar la máquina. Existen transformadores para solda*', capaces de proporcionar hasta 600 ampers y aún más, pero los más usados son'los que tienen capacidades máxi mas menores a los 400 Ampers en el secundario. Ciclo de Trabajo. - Este se indica por medio de un por centaje referido a 10 minutos como 100 Z y se refiere a el porcentaje de tiempo que puede estar encendido el ar

-co eléctrico cada 10 minutos cuando se esta aplicandoIa capacidad máxima. Citaremos dos ejemplos para que quede bien comprendidolo anterior: Se tiene un transformador con capacidad máxima de 150 Amper y con ciclo de trabajo del 60% calcular el tiempo máximo que puede estar encendido el arco sin interrup ción y el tiempo que debe suspenderse el arco para evi tar que la máquina se deteriore, si se esta usando su capacidad máxima. Datos: Ciclo de trabajo : 60% „ Capacidad Máxima : 150

Ampers.

Capacidad a la oue se esta usando : m á xi ma. So 'iuc ion 60. de 10 minutos son 6 minutos por lo tanto estará 6 minutos trabajando y tendrá que suspenderse el arco mi nimo 4 minutos. Desie luego que como se trata de un proceso manual conelictrodos revestidos en tramos, forzosamente el arcó se interrumpe cada que se cambia e l k u u ^ , si conside ramos con tiempo aproximado para consumir un electrodo, 33 segundos, y 5 segundos para cambiar electrodo e ini — ciar nuevamente el arco, se incrementa el tiempo conti nuo de uso de la máquina aproximadamente un 10 , o sease tendrá en operación 7 minutos de cada 10, Si a lo an terior agregamos que la máxima no se esté usando a su máxima capacidad, se incrementa proporcionalmente su ci cío de trabajo, como se aprecia en el ejemplo siguiente Se tiene una máquina con capacidad máxima de 300 Ampers, con un ciclo de trabajo de 45%_, si está trabajando conelectrodos de 4.2 mm de diámetro de núcleo de electrodo

11 5 a 150 Ampers, calcular el tiempo que debe suspenderse el arco cada 1 0 minutos para evitar que se sobrecalien te la máquina. Datos: Capacidad máxima : 300

Ampers.

Ciclo de trabajo : 45 Capacidad a la que se esta usando : la mitad de la máxi_ ma, o sea 150 Ampers. Como dijimos que el ciclo de trabajo aumenta proporcio nalmente cuando se emplea a menor capacidad, la máquina, el ciclo de trabajo será: Si 300 Arnpe.rs = 2 veces 150 Ampers 45. sea el dobl e o sea 90'

Ciclo de trabajo

La máquina deberá estar trabajando 9 minutos de cada 10 b) Selección de

_ ícente de corriente

La selección de la fuente de corriente se hace en jasea las indicaciones de la placa de datos para la parte primaría. Los transformadores más usados son los monofásicos y es frecuente que tengan capacidad para ser conectados a -dos tipos de voltaje, generalmente 310 ó 220 volt- cam bio que se efectúa mediante una variación en las cone-xiones extremas de la máquina de acuerdo a indicaciones de las terminales del primario, *\ Un ejemplo común de este tipo de conexiones guiente:

es el si

;o v

Placa de Placa -;-

del t > ,ji.i-i! ;;e cada

•re;.- forma <; ; ^-Tre se ' •:

.■ ':■ ■ ■ , SÌ

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■iones n maco . _ _ i •_

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ador . ■ze de t. .31' .sus . en su ¡>i

armador on deben isica.

onnaao res f=-•-'■ -'a ion e s extcTi:.!'- ' l o ie d a t o s .

■ ìt s , tarse a do s I ----

ntícta j

- ;rifa sica ’nea uno ■.inea dos Linea tres ieutro

l 1111e x ió n a 2 ¿0 vo 1 1 s fiq.

6 . l.l.o

Conexión a 220 Volts. Si el transformador se conecta a 110 Volts sus datos ca bles de conexión deben conectarse una a neutro y la --otra a línea.

fig. . i .1.7 Conexión o I ¡'0 Vol ts . c j.- .Seleec.iófi de, conductores'. :.a selecc ió; \ conducto»v debe hacer?.«. tcmtó pa^a ■'retar 1 3 :"i riña, a la o como para ].,r cao-íes ' •■•rta-elécí-. y tierra, . -•■ harán • <ie ;.c,. • ios d a í:)- : VI acá'. .••ara la se i ;.a se tomar rea los am. rían entré res» la se1 ;o a l a sir

:-ón de conductores para . ... > tar la máa.. datos de c-y'^iente en ■ ; rim ario, o dél primario ¡as cuale , -i* mal mente 80 Anipers ^ara distinto :,r ansformad;: \e de a•?.»>• ’jn del conductor puede * ■■te tabla. i ¡ iore

Córr iente Ampers

14 - - ------- ---.20 1 2 ------------ ---25 10 - - -, - - - - 40 3 „ _ _ --------55 6 --------- 80 *S Para seleccionar el calibre del cable porta-eléctrodo y cable de tierra se toma como base la capacidad máxima del transformador, y puede hacerse en base a la tabla siguiete.

JfcSOiis»

] '-

jáBiÉkiiBÍ

113

Cal ibre

Capacidad Máxima de la Máquina. Ampers.

1/ 0

100

2/0

i4 0

3/0

200

4/0

300

250 MCM

340

350 MCM

400

Debe ser cable flexible, o s e a de filasticas, para q ue b r a n t a n el libre movimiento del portaeléctrodo. di Instalación del equipo para la instalación del equipo, es necesario fundamen talmente colocar fusibles en’re la conexión del t'ransrormador y la fuente ' :>tos fusibles deben de ser de la capacidad adecuada pa . ra el tipo de transformador, v están en función directa-* la corriente, del primario. ’ •-.r-a seleccionar el fusible adecuado debe a .intentarse un de c o r r i e n ’ ...' nominal inducida para el ■;.i¡ario. ■: ’ pío: ' desea saber la capacidad de un fusible pa.-ra conectar .!> transformador con 40 Ampers en el pr ir . t'\ 25'ó

de la c o r r i e n t e d e primario' s e r á :

0.25 x 40 = 10 Amper La capacidad del fusible será: 10 + 40 = 50 Ampers La funsión de los fusibles, es proteger tanto a la ins talación corno al equipo de soldadura de cortos circui tos. Los fusibles deben colocarse siempre en la parte -

119 opuesta a la linea viva de alimentación. La instalación completa queda como se muestra en la figura siguiente: Linea viva o alimentación

FUSIBLES

i ■ '

TRANSFORMADOR DE SOLDAR En el interior tienen los listo nes calibrados son de aleación de plomo y estaño.

fig. 6 . 1 . 1 . 8

120 e) S e U ... ion de corriente. La sel -,ion de corriente se hace en base a el diiviétro del el--.::trodo que se .■ a a usar y el espesor de placa — que se .a soldar. Es conveniente regul-jr el amperaje para el trabado, deacuerdo a el rango recomendado por el fabricante i j — electródos. Por ejemplo para un electrodo 6013 de 3.2 mm de diáme tro de núcleo, se recomienda mínimo 80 Ampers y máximo125 Amper. Cuando se suelde en espesores menores a 3.2milímetros es conveniente usar menos de 100 Ampers y pa ra placas gruesas puede usarse máximo 125 Ampers. Para electrodos de acero en los que no se tenga el dato del fabricante, puede lomarse como amperaje promedio el obtenido con la fórmula siguiente: Por cada ..il imetro de o iame tro del núcleo del electrodo aplicar 40 Amper o po¡ cada milésima de pulgada ae d i á metro de núcleo de electrodo, aplicar un amper. Ejemplo:

Se tiene un electrodo de 4.8 mm de diámetro de núcleo calcular el amperaje promedio recomendable para soldarplaca ; 6 mm de espesor. El amperaje recomendé d Ie será:

y 40 = 1 9 2 Ampers o también. 4.

4.8 mm = 3/16" = 187 milésimas por lo tanto serán 187 Ampers. f) Revisión de la Instalación. Antes de comenzar a soldar, es conveniente revisar toda la instalación, desde las conexiones del cable a portaeléctrodo y tierra, conexión de cables a la máquina y conexión de la fuente, hasta los fusibles, que estén en buen estado. No deben dejarse conexiones mal ajustadas,

. ' debe asegurarse que s o p o r t ; :an iar bien acolladas.

12 J trato

udo y deben t r

F) NORMAS DE SEGURIDAD a) Protección del equipo Para proteger el equipo correctamente pueden aplicarselas recomendaciones siguientes. 1.- Instalar el equipo d<- acuerdo a lo:, indicaciones de operación del equipo explicadas en m inciso ante-rior. 2.- Trabaje a una distancia mínimo de ¿. metros del euui po, para evitar que se. deteriore por el chisporro teo de ia soldadura o por caídas de material sobre la máquina. 3.- Coloque la máquina en una superficie sólida y seca, para evitar que se caiqa. o absorba humedad. 4.- Evite colocar objetos sobre las máquinas o útil izar las como bancos.

■).- Retire cualquier objeto metálico que se encuentre sobre la máquina y evite usarla como almacén. 0.- No efectúe cambios de ninguna especie en la máquina cuando este conectada y mucho menos cuando este-" es tablecido el arco. b) Protección del Personal. 1.- Para soldar con amperajes menores a 150, equipe Idcareta con cristales polarizados de 1 2 sombras, es tos cristales al mismo tiempo deben protegerse conun cristal claro de«, cada lado para darle mayor dura ción evitando que el chisporroteo caiga sobre el. Para soldar con amperajes mayores a 150 es necesa rio útil izar cristal es de 14 sombras.

Por ningún motivo use cristales polarizados menores a las sombras indicadas, ya que las quemaduras pro ducidas por las radiaciones ultravioleta atacan y destruyen los bastoncillos de la retina, daño que es irreparable y reduce el tiempo útil de la vista. Por ejemplo: una persona que en condiciones norma les tiene vista útil hasta los 80 años, si trabajainadecuadamente en un lapso de 3 años aproximadamen te, tendrá un desgaste del nervio o'ptico de la misma magni t ud . El arco eléctrico genera rayos infrarrojos y ultraviletas, los cuales producen quemaduras en la piel, por lo tanto nunca deben usarse gafas del tipo oxia cetilénico para soldar con eléctrica, la careta d e be proteger toda la cara y en general no debe estar expuesta a la luz del arco ninguna parte del cuerpo sobre todo cuando se trabajo continuamente y a másde 10 0 Ampers. Cuando se trabaje a más de 150 Ampers es necesariocubrirsecon cuero las partes más expuestas a la luz del arco como son las manos, brazos y pecho, para lo cual existen guantes mangas y peto de cuero espe ciales como los mostrados en la figura siguiente.

fig. 6 .1 .1 .9 Cuando se trabaja a más de 150 Ampers es recomenda ble usar traje de asbesto, el cual tiene mayor re sistencia a la temperatura.

fi g . 6.1.1.10 G) METALES Y CONDICIONES PARA LOS QUE SE RECOMIENDA --USAR EL QU I P O . Es recomendable para todo tipo de aceros de baja alea ción y los aceros dulces (bajo contenido de carbono) Aunque el extenso desarrollo qu-' nan tenido los electro dos atendiendo a las aleaciones rárito del núcleo como del revestimiento han permitido < e la corriente alter na se aplique para soldar metales de aleación'y metales no ferrosos, es recomendable solo aplicarla en los ca sos que no se cuente con un generador de corriente con tinua o con transformadores con rectificador. Es recomendable para trabajos en obras por la facilidad que se tiene para transportar!o. CAMPO DE APLICACION Se recomienda en soldadura de metales de poco espesor y en trabajos en donde el arco no está encendido conti nuamente, como en la fabricación de herrerías y estruc turas ! ivianas.

124

A) NOMBRE DEL PROCESO 6.1.2 PROCESO DE SOLDADURA CON AHÍO ELECTRICO MANUAL CON CORRIENTE RECTIFICADA, B) EQUIPO FUNDAMENTAL Trnasfomiador de corriente alterna con rectificador deSe1e n i o . 0) DEFINICION Es un proceso de soldadura por fusión totalimoiie manual que emplea como fuente de energía un t r a n s t o m a d o r de corriente alterna el cual tiene un rectificador (gene-raímente de Selenio) en su circuito secundario que pro porciona una fuent-e de corriente continua llamada tam bién corriente rectificada. D ; JcblRIPCION DEL EQUIPO , ACCESORIOS V FU!,C. /¡AMIENTO La parte fundamental del equipo es un transformador del tipo de núcleo móvil igual al expuesto en el o-oceso de arco eléctrico con corriente alterna, con la '/nica dife^ rencia que tiene intercalado un rectificador -<■ su ci r cuito: secundario . La', maquinas transformador paro soldar con n t i ficador¿ no se construyen del tipo taps porque sería necesario-intercalar un rectificador para cada derivación fijad lo que resultará muy costoso. Los accesorios y el funcionamiento de los misinos son -los mismos que los expuestos para el proceso de corrien te al terna.

N W S A 340 E l O

W FLDERS

E) FORMA DE OPERAR EL L ..»-IPO SECUENCIA OPERATIVA. a) Revisión del equipo La misma que la e x p u c u a para máqu ina de corriente al terna. b) Selección de la fuente de corriente La misma que la expuesta para máquina de C.A. c) SeTecciónde conductores Lo mismo que lo expuesto para máquina de C.A. d) Instalación del equipo La misma que la expuesta para máquina de C.A.

[

Ík.-*AÍ¿

U»

126 e) Selección de corriente La misma que la expuesta para máquina de C.A. f) Revisión de la instalación La misma que la expuesta para máquina de C.A. F) NORMAS DE SEGURIDAD a) Protección del Equipo. La misma que la expuesta para máquinas de C.A. b) Protección del personal La misma que la expuesta para máquina de C.A. G) METALES V CONDICIONES PARA LOS QUE SE RECOMIENDA -USAR EL EQUIPO Esta máquina es de las más versátil--::, en soldadura se puede usar en la soldadura de casi rodo tipo de met les, ferrosos y no ferrosos. Su reducido costo compara do con los generadores de C.C. lo ha hecho el favorito de los fabricantes de estructuras en donde la a p l i c a ción de arco eléctrico manual es- inevitable. Es recomendable también para tal 1eres -dó mantenimiento por su capacidad de soldar todo tipo cíe metales. La única lesventaja que tiene es su ciclo de trabajo, que es mucho menor que el proporcionado por los gener*’ dores de C.C. por lo tanto no se recomienda para tr¿? a jos en donde sean necesarios costuras muy largas y es pesores considerables.

12-7

A) PROCESO 6.1.3.- Proceso de Soldadura de Arco Eléctrico manual con corriente continua. B) EQUIPO FUNDAMENTAL. Generador de corriente continua. C) DEFINICION Es un proceso de soldadura por fusión totalmente manual que emplea como fuente de eiierqia un generador de co — rriente continua, y como material de aporte electrodosrevestidos que al fundirse forman parte del metal depo sitado.^, D) DE S C R I P C I O N ' D a EQUIPO,ACCESORIOS Y FUNCIONAMIENTO. El equipo esta formado básicamente por un generador dec o m e n t e continua. Existen una gran variedad de modelos y tipos de genera dores' de corriente continua para soldar, los cuales pue des reducirse a ¡os tipos los cuales son: 1. - Generador ihr.i soldar impul sados con mot or d e ----combustión inferna (llamados generadores de gasoli na ) 2.- Generador p a r a soldar impulsados con motor eléctri co (llamadoi generadores eléctricos) Los generadores impulzados con motor eléctrico se pueden clasificar en dos tipos, los verticales y los horizonta les. Los verticales son los que tienen su rotor en posición yert ical.

F ig .

6 . 1 . 1 ' . ,

í . ori zo n t a l e t i e n e n s;; " ' m

en pos icic*

1 zonta!

i ig . 6 . 1 . .

■¡•¿neradores movidos con c.

:¡ moror de combustión i*r. ü^rador eléctrico de C.C.,

de ga-sol;"4 constan ■¡ que hace isten una

;far

un -

¡: .v variedad-

!c'modelos de generadores avie están en fundían Je las necesidades y condiciones de trabajo.

i29

Los

o ¿eu tacioc . rar .1

-Vítores ele.., ••’ ,.o.s son g,co: .límente t n m.

se conectan ,¡ 3 fases, ¡d corriente d-

. : :os.»i i ¡¡en

para poner en marcha a un ¡i¡otor gue nc. . ¡ jenerador, -.odo esto esta integrado tan ce <.*n -

la misma flecha giratoria como en la parte estática dela maquina.

Por lo tanto un generador eléctrico tendrá para conec tarlo a la fuente de corriente 3 cables, y para conec tar electrodo y tierra para el trabajo solo- tiene dos -

130 bornes.

Líneas de Al in-e: * ï c ion

2.3.-

Interruptor Selector de Corriente

Los generadores de gasolina no requi--’ -en de corriente eléctrica para ponerlos en marcha sir embargo requieren de combustible para el motor, el cual Duede ser gasoli na o diesel, en este caso solo consideraremos los datos del generador y no trataremos lo referente al motor d e combustión interna.

F ig . 6 .1.3. b

El generador accionado por motor de combustión puede -ser semejante al generador eléctrico o sea consta de se lector de corriente', selector de Voltaje, interruptor y los bornes para conectar cable y tierra para el trabajo. Como en todas las máquinas, también los generadores tie ríen su placa de datos de la cual obtendremos principal mente los datos siguientes: Capacidad de la. Máquina: Amoer Ciclo de Trabajo: en Porciento. Cuando se trata de generadores eléctricos. Voltaje de alimentación al motor Secuencia de fases. En la mayoría de los casos los generadores eléctricos tienen selector de corriente y selector de voltaje, sin embargo es necesario que se elija un voltaje adecuado ~ para cada corriente para obtener un arco balanceado encu.jnto a estabilidad y penetración. Un ejemplo normal'de selectores de voltaje es el siguiente:

y corriente

1 Para los menores mangos de corriente se aplican los más elevados valores ¡Je voltaje y viceversa, o sea que cuan di; estemos aplicando 500 Ampers. estaremos aplicando un voltaje aproximado a 40 volts. C o d o los generadores son máquinas rotativas, requierende mantenimiento preventivo, el cuál consta de dos par tes fundamentales, engrasar los baleros y cambiar carbo nes rozantes. £

FORMA DE OPERAR EL EQUIPO SECUENCIA OPERATIVA.

a' Kevisión del equipo. Es necesario revisar cuidadosamente el generador antesde conectarlo en cuanto a lubricación de baleros y buen estado de los carbones rozantes. También hay tjae checar •;u* ••] motor este girando 1 ibrer.t.nte, o sea que no haya ".eiitos que lo traben y que l.ss conexiones esten en bu <* estado los generadores tienen un sentido d.e giro definido para ¡vil ■ .¡enerar corriente, hay que checar que sea el co-f'i-'.'.o, poniendo en marcha y de-;,conectando rá;-iovnente■ >..)• •: r«.nJer apre e; ■ >' claramente -‘sentido de .-.o. cu-, .onexiones •-¡•.•’ jen ser firme-. e • *n buenas .o m J ¡cienes.

los ai si a jures deben-

I .'!•:• ina cu..•ir. • e-.m fusibles ;> seguridad, que re v • ir .que estén en buen estado y substituir Sos por con!u .tures de otra especie que no sean los f us ibl es indi idos por el fabricante del equipo b) Selección de la fuente de corriente. Lógicamente solo se aplica a los generadores eléctricos El d a t o se obtiene de la placa de datos y generalmentese pueden conectar a 220 vni + c n a/t»

133 cambio en las conexiones extremas del generador, estará claramente indicado en él la placa de datos, enambos casos los 3 hilos de conexión se conectarán :¡ las 3 lineas de la fuente de alimentación . Hay que ten-r especial cuidado en no cambiar la secuencia de fas-s en la placa de datos esta indicado a que linea debe conec tarse cada conductor, si se invierta una conexión, se ~ invertirá el sentido de giro y no generará corriente. La cone/ión deberá hacerse como se indica a continua — ción.

!. 6 .1.3.7 Para .•><• - o d o r e s de m o r i e n t e coni n.>*a, la fuente •.-rásieitipr : :! ifásica. c) La seiección de conductores se hará en base a la ca pacidad i.iáxirna del equipo. "v Conductores para conexión a la fuente: Para saosr que calibre de conductor aplicaremos para -conectar el motoaeneradnr. p c t w o e a

i.-,4 ootiene tomando los datos de .corriente máxima generaday voltaje. - continuación presentamos una tabla en la que se indic: la capacidad máxima del generador, en Ampers y KVA Indicando el calibre de conductor por línea recomendado para conectarlo a la fuente. Tabla que indica el calibre de conductor por línea en base a la capacidad máxima de motogeneradores para sol dar. Latos del Generador Ti t».1l nA Ay Ampers

KWMAX Watts

VMAX Vol ts

Calibre del conductor para conec tar a la fuente

! 30

,1 Aj í -4U 1.'

•JO'o

16,5

2c0

2/0

L .„

_______

. ; i -..ion de conductores v . rra.

par : conectar portaeléctrodo-

■, puede hacerse de la nvU 1 máquinas ? ..orriente ••'•v5

: : o:.;:

que la e\¡/l icada .

equipo. deben est.íi c ¡en apoyados en ■.. pía ;!do con esto :;e 1 a máqu ir-'«ste oes , - ¡¡layo¡ .= j í ¿o de? nonr¡d 1 ¡o que ~ los bajeros se gasten m á s • rápido y ;:ncia to’ ;':l áe la máquina.

• .M. sa i la fuente sol.: ray que apl icar la se : de f-ñses correcta. sea :r;néctar a línea 1 que será la ce la izqu¡crda c- la fuente, con L 0

135 y con L , los fusibles se seleccionan también misma forma que se explico para máquinas de C.A.

la-

e) Selección de Corriente Se hace igual que la explicada para maquinas de C.A. f) Revisión de la Instalación La de hacerse antes de poner en marcha el generador d e ben revisarse. Secuencia de fases Fusibles tanto de la máquina como de la instalación. Y en general que las conexiones estén rigidas. F) NORMAS DE SEGURIDAD a) Protección del equipo Esta basada fundamentalmente en la buena selección de los fusibles, tanto de la máquina como de la instala — ción. b) Protección del personal Es la misma que la expuesta para máquinas de C.A. G) METALES Y CONDICIONES PARA LOS QUE SE RECOMIENDA — USAR EL EQUIPO: En general puede usarse para soldar cualquier tipo de metal, tanto ferrosos como no ferrosos, pero para el tj_ po de trabajo en cuanto a capacidad, clasificaremos alequipo en dos grupos, los que tienen ciclo de trabajo reducido y los que tienen un ciclo de trabajo del 10 0 %. Los generadores con ciclo de trabajo entre 40 y 60% seaplican para trabajos de mantenimiento, construcción de herrerías y estructuras livianas.

Los generadores con ciclo de trabajo entre 6 Q y 80% pu den usarse para todo tipo ae trabajos incluyendo estru turas pesadas y placas de considerable espesor. Los generadores con 1 0 0 % de ciclo de trabajo lรณgicamen te tienen cualquier aplicaciรณn, pero bรกsicamente se -construyen para alimentar equipos automรกticos de arco sumergido y equipos MIG.

SOr’ iO MAGNETICO. El jrob'lema del copio magnético se presenta ('¡¡ando se api ¡«an altos an¡;orajes (mayores a 20Q Ampers) y con co rriente continua. El soplo magnético es'una desviación del arco ..eléctrico p>evocado por lar fuerzas magnéticas que se originan al i dedor de todo vonductor por' dor de una corriente -el: 'trica. Este fenómeno presenta serios ¡róblenlas sobre todo en los cordones de fondeo de preparaciones en placas de -más de 1 2 mm de espesor, porque en este caso se prestamas a la desviación de la zona dn fusión a un lado de la placa, aunque - ! operario c r e correctamente el -electrodo y llevv una manipular ;ón adecuada.

l)ec /iación del Arco r e el Soplo Magnético

Este problema se resuelve colocando la pieza de tierraen uno de los extremos de la junta y aplicando puntos,gruesos a lo largo de toda la junta. Esto, claro si no-

es posible cambiar a máquina de C.C. por una de c o — rriente alterna o ^l icando corriente continua reducien do el amperaje a t -a o s de 200 Ampers utilizando electro dos más delgados . No debe confundir.-: el soplo magnético con las desvia — ciones de arco producidas por mala calidad de algunos electrodos que no lienen el revestimiento uniformemente distribuido alrededor del núcleo del electrodo, lo que ocasiona que el estarse fundiendo el electrodo, las par tes más delgadas de revestimiento se quemen más rápidodando paso a la corriente eléctrica por un lado del — electrodo, produciéndose un efecto similar al soplo maq nético.

Desviación del arco debida al revestimiento mal distri bu ido. Este problema solo se puede resolver cambiando de elec trodos.

6.1.- PROCt ¿O DE SOLDADURA DE ARCO SUMERGIDO SEMIAUTOMA TICO.

B) E:uIPO FUNDAMENTAL Gene-ador de Corriente Continua y dispositivos para man teñe- un potencial constante de arco eléctrico. C) DEFINICION Es ir proceso de soldadura por fusión que gracias a undisprsitivo eléctrico o electrónico mantiene un poten cial constante en el arco eléctrico lo que permite unaai inventación automática de metal de aporte desnudo, y el í.ndente se aplica en forma de polvo cubriendo el ar co ééctrico. La manipulación del manera! o pistola t o talmente manual. D) i iSCRIPCION DEL EQUIPO, ACCESORIOS Y FUNCIONAMIENTO. Come, puede comprenderse por la definición, este proceso es rutablemente más complicado que los anteriores. Aho ra ‘ i'tervienen más elementos de control que requieren de c :nocimientos técnicos más elevados para el completo donr'io del equipo, en este caso explicaremos el funcio nanfínto de las partes más importantes. El rruipo se

dividirá ahora en 3 partes las cuales son

1.- Equipo de Medición y Control (consola) 2.- Generador de Corriente Continua :on 1 0 0 % de ciclo de trabajo) 3.- C i m e n t a d o r de Material de Aporte. 1.- Equipo de Medición y Control. Esti integrado en una caja llamada consola,en esta caja se “igula tanto el voltaje de arco como amperaje y velo cid-: de avance de metal de aporte.

fNSO LA RL ‘"¡BLE

F i9 . 6 .1.4 .1 í1 ’ .ea que tiene

Ampermetro, .¡n vóltmetro, el inte —

rruptor para el generador y el regulador ae velocidad de avance del metal de aporte.

.- Generador de. Corriente Continua con 100

dé Ciclo -

de Trabajo. jü

generador como el tratado en el proceso de solda-

j.<ia de corriente continua manual. j - Alimentador de Material de Aporte. Consiste en un carrete accionado por un motor con dispo sitivos mecánicos para variar la velocidad de-giro delcarrete el cual tiene la misión de impulsar.el alambrehasta la zona del arco. El control de encendido de este motor se encuentra en el manera! o pistola.

141

Fig. 5.1.4.2 Generalmente el depósito de fundente esta junto al ca rrete de metal de aporte. El fundente se hace llegar ala pistola por medio de presión de aire que se aplica al depósito. Tanto la corriente Cí.np.el m ate ria l de aporte y : inden te, tienen que ll eg a r hasta la p i s to la lo cual general mente se hace de la .-viquiente; manera,: La alimentación de corriente al electrodo se procura ha cer lo m a s próximo posible a la zona de fusión con el fin de poder aumentar el amperaje y con ello la veloci dad de soldeo. Generalmente se hace po-c medio de barras rozantes que se encuentran a 3 o 4 cm de la punta de la boquilla o sal ida de material.

142

Fig. 6 .1.4.3 Es en este punto es donde se encuentra la parte funda — mental de la gran aplicación que tienen los equipos d e arco sumergido, o sea la alimentación de corriente se está dando al material de aporte en un lugar muy próxi mo a la zona de fusión, con lo que se logra que puedanapi icarse mayores amperajes para obtener mayores pene traciones y mayor velocidad de soldeo, lo que no se pue de lograr con los procesos de arco manual debido a quela alimentación de corriente tiene que hacerse en el ex^ tremo del electrodo, lo que nos limita a aplicar un máximo de corriente- ya que si quisiéramos subir el a mp e raje rebasando el límite superior recomendado, lo único que lograremos es quemar el revestimiento antes, de .que1 legue a la zona de fusión por el excesivo calentamien

to en todo el electrodo ocasionado

por la resistencia-

eléctrica que se incrementa por su longitud.

143

Al inventación de Co rriente a 1 Electrodo Mayor Distancia Implica Mayor Resistencia

Metal de Anorte Alimentación de Corrien Corriente t r i;a T

La Distan-.;'ia de Al lenta):'ióii de Corrjent .ev Cd-ns;idérabié:'cnte Menor,, Fiq. 6 .

H- .

Sí a lo.anterior agregamos que la velocidad de avance del electro:! -'fs-mayor que a obteniclg e.-.n ..-roceso ¡nana a ] , le da^e menor tiempo de que se r-líente auroer: r.ando aún rra- ia po sibil i '.v: de aplicar :■ ■ ■ :vares amoér? ves y la con ¿‘ --cuente -mayor be idad de •••• "leo. ti arco e ! é c c r ico se .'mantiene encendido ;. r ^ ¡ a s a un d i s p o s i t i v o de la m á q u i n a .:¡ue mantiene v o l t a j e c o n sta n te entre e l 'metal de a p o n t e y el metal rase; es decir, si en un rcmento' d a c o , $ o p e r a r i o levanta ¡a pistola un a ..di stane i.a . -:j r ic ia-’ te cura apagar. e¡ arco, ¡a co m i e n t e a í s n r - r - " C v c - c a n d o ..na rus ion m a s ¡enta, oe ta l m a n e r a avo :¿t long i cud del arc o no crezca, sucede i c o n t r a r i o s i al o p e r a r i o Laja ia •pistola-.

Por esta característica, también se les llama a este ti de equipos, soldadoras a voltaje constante. ;"iCENDIDO DEL ARCO. I encendió del arco se efectúa en forma similar al — efectuado en el proceso manual con electrodos revestí-jo s el cual consiste en rozar con la punta del electrolo o metal de aporte el metal base e inmediatamente se pararlo provocando que se es:cblezca el arco. Control de cantidad de fundente sobre el arco.

F i g. 6 .i -. o it.-s de empez-'- a soldar de;.« ;os serciorarnos de que embudo cont-ene fundente. ;,¿ra controlar la cantid<u.‘ . fundente, el embudo cuer-t - con una válvule de paso •• ■,v regula láv. antidad de * ■'-•nte que va r. .-yendo por •• a vedad, a la cona de fusió-'. La válvula es regulada --ir el soldador y puede tomír- ^ como base que para con-iir 1 kg. de metal de apó>_ son necesar ios 6 kg de •.aif.iente en „•uU-o. Para ten-.»- istos más precisos es ne ■ esario seguir las indicac iones Je los fabricantes, tan tí! del equipo como del que f;>rica alambres y funde' ^s para soldar. l

) FORMA DE OPERAR EL EQUIPO SECUENCIA OPERATIVA

a) Revisión del equipo. Rara la revisión del equipo, seguiremos las mismas indj^

145 -cac : -:¡>'\ dadas par.i los procesos' manuales más las indj_ cada-: .‘continuación: Instrv.entos de Medición. Es ivcvsario que antes de energizar el equipo (de cone£ tarlu) ios instrumentos de medición estén indicando ce ro. No olvidar que tendremos que regular el voltaje d e acuerdo a especificaciones precisas dadas por los fabri cantes de alambres de material de aporte, y si !a -»áqui_ na no nos proporciona estos datos correctos puede haber problemas al aplicar la soldadura. Es necesario antes de conectar el equipo revisar cuida dosamente las instrucciones dadas por el fabricante pa ra su instalación y operación, ya que la gran cantidadde modelos hace muy difícil una generalización de nor mas prira su operación e A nstalación. b) Se¡

ión de la ícente de corr :ente.

La iiu3i,.,i.ia por el faür icante del equipo. c)

-•■ -.c ió n de conductores.

Los e i.icados por e- fabricante de-; equipo. d) í>. -' .ilación del • La e)

.-ia por el :

ino -

aricante del

•

...- po ¡

: ion de cor: ente

El o: . .. recomen:.!:jo por el fabr icante.de alambre de aport e; ion. f) Re.isión de la instalación La mis.ir,a que la efectuada para soldadura manual agregan do U ? »:e.'omendaciones del fabricante del equipo.

146 F) NORMAS DE SEGURIDAD a) Protección del equipo Hay que tener especial cuidado con los instrumentos demedición. La consola debe estar en un lugar seguro, excento de vibraciones y colocada en tal forma que el ope rador lea cómodamente las indicaciones de los instrumen tos. Para protección contra cortos circuitos pueden seguirse las indicaciones dadas para procesos manuales. b) Protección del personal La protección del personal requiere de menos equipo que el usado para soldadura de arco manual, fundamentalmen te porque en este caso el arco eléctrico queda totalmen te cubierto por el fundente en polvo lo que evita que la luz, el cal ai' y los rayos infrarrojos y ultraviole tas, así también como el chisporroteo salgan de la zona del arco, por lo tanto el operario no necesita careta protectora. G) METALES Y CONDICIONES PARA LOS QUE SE RECOMIENDA --USAR EL EQUIPO. Se recomienda para soldaduras en espesores considera— bles j de mucha longitud en don-lie no puede aplicarse el pro- '-o automático -ación es ' l ó e n t e en i : ; : ’¡str'ucc¡ó'. ic a j ó n o : ...-.liradas, en ■ , a b n c a e ¡ó ' j ..-sada, f a b r i c a c i ó n -de t a n i u e s e t c .

columestruc

6.1.5 PROCESO DE SOLDADURA DE ARCO SUMERGIDO AUTOMATICO

B) EQUIPO FUNDAMENTAL Generador de corriente continua o transformador con rec tificador y estabilizador de arco, con dispositivos pa ra mantener un voltaje constante en el arco eléctrico. C) DEFINICION Es un proceso de soldadura por fusión totalmente automá tico que gracias a un dispositivo eléctrico ó electróni 1 co que mantiene un potencial constante en el arco eléc trico permite mantener automáticamente el arco entre ma terial de aporte en forma de alambre enrrollado desnudo y el metal base, aplicando fundente en forma de polvo que cubre completamente el arco, constando además con ¡ dispositivos mecánicos que dirigen automáticamente el ; cordón de soldadura. D) DESCRIPCION DEL EQUIPO, ACCESORIOS Y FUNCIONAMIENTO El equipo automático esta compuesto de las mismas par tes que las expuestas para el semiautomático solo que •dispuestas en diferentes forma y con la inclusión de un sistema mecánico que dirige el avance de la soldadura. En un equipo automático de arco sumergido común, se mon tan sobre una estructura, llamada cabezal, el material de aporte, con sus medios motrices (motor, carrete, re ductores de velocidad), el deposito de fundente y los medios eléctricos para mantener un potencial constanteen el arco eléctrico y los dispositivos mecánicos con sus respectivos controles para el desplazamiento del -mismo cabezal.

N La máquina

Fi g . 6 .1.5.1 :1 imentadora

■ ..órnente e ' ^ t r i c a pued :

ser un gé-r» ' j'1 or o un traa 'formador con rectificado^ Jispositi . a el arco

eléctricos

;»e le dan ma

estábil.ida

íéctrico.

Estas máquinas tienen sus- medidores de corriente y po tencial , .:-'í como sus respectivos controles integrados un ejemplo común es el mostrado en la figura siguiente

149

Fio,

6 . 1. : , . ' '

.Vì-'d la regula- ioh de la veì )•: ¡dad de a van--e del cabe--¿al,, se cuent-i ■on un motor 'de C.C. de ve)

idad varia

ble, cuyo c o nr.ru 1 eie velocid¡o puede estar integrado ai cabezal o püúde ser controlado a distancia iegún las m. cesidades. Como para este proceso el cabezal es fijo, o sea que no se tiene la posibilidad de bajarlo o de subirlo constan temente,'se tiene que-saplicar un medio para encender el arco al iniciar la soldadura.

150

Fig. 6 .1.5.3 Es frecuente utilizar 1 imaduras de hierro o un pedazo de materia! adecuado para encender el arco, este pedazo puede ser una rebaba de material que solo sirve para ha_ cer saltar la chispa inicial. Algunos equipos más com pl icados, cuentan con ún dispositivo electrónico para es_ tablecer el arco sin hacer contacto con el metal base. Este dispositivo consiste en aplicar una elevada fre- — cuencia(superior a 10 00 0 ciclos por segundo) en el m o mento de encender el arco, después de lo cual se desco necta automáticamente y el arco queda con corriente — eléctrica de características normales. Esto solo es coii veniente aplicarlo cuando las necesidades lo requierenestrictamente así. La velocidad de avance del cabezal, la velocidad de flu

-jo de metal de aporte y la cantidad de fundente son -datos precisados por los fabricantes respectivos e in variablemente deberán tomarse como base para la opera ción correcta del equipo. E) FORMA DE OPERAR EL EQUIPO Estrictamente la indicada por el fabricante. F) NORMAS DE SEGURIDAD Las indicadas para arco sumergido semiautomático. G) METALES Y CONDICIONES PARA IOS QUE SE RECOMIENDA --USAR EL. EQUIPO. Se recomienda especialmente para soldaduras muy largasy en espesores considerables o sea en donde se requiero alta velocidad de depósito de material de aporte y alta penetración. En talleres muy grandes en donde se fabri can estructuras pesadas, tanques, calderas etc. su api i cación es casi indispensable, en la fabricación de bar cos para soldar planchas muy gruesas (de más de 2.5 cui de espesor) resulta el modo más eficaz de soldadura. Con este proceso se han logrado ■ .alcanzar velocidades de soldeo y penetraciones sumamente elevadas para lo -cual se han aplicado elevados Amperajes (más de 2000) pero ha sido necesario restringirse para tener mayor control de la zona de fusión actualmente no se aplicanamperajes superiores a 1500 con el fin de que la zona de fusión no sea exageradamente grande y exista la pos i bilidad de cambios que reduzcan las propiedades mecáni cas del m e t a l .

6.1.6 PROCESO DE SOLDADURA CON ELECTRODO NO FUSIBLE DE TUGSTENO Y GAS INERTE, O PROCESO TIG.

B) EQUIPO FUNDAMENTAL. Máquina de C.C. con una unidad de alta frecuencia y de pósito de gas inerte. C) DESCRIPCION DEL EQUIPO ACCESORIOS Y FUNCIONAMIENTO El equipo puede dividirse en tres partes: 1. Máquina para soldar de C.C, 2. Unidad de alta frecuencia 3. Alimentador de Gas inerte 1.- Máquina de Soldar de C.C. Generalmente es-una máquina de tipo transformador de -C.A. con rectificador y elementos estábilizadores del arco, esta máquina se conecta a la unidad de alta fre cuencia para producir, cuando se requiere una corriente continua y una alterna superpuestas. 2.- Unidad de Alta Frecuencia. Es un dispositivo electrónico que tiene como función -elevar 1 a frecuencia generalmente a más de 10000 c.p.c.

Con el fin primordial de establecer el arco electrico sin necesidad de hacer contacto entre los electrodos. El control para conectar y desconectar esta unidad esta en el soplete o portaeléctrodo. 3.- Alimentador de Gas Inerte El gas inerte comúnmente usado es el argón y el equipo-

153 es exactamente igual que el explicado MIG.

para soldadura -

E) FORMA DE OPERAR EL EQUIPO Establecimiento del arco. Para establecer el arco hay que aplicar la frecuencia elevada por medio del botón que está en el manera!, lachispa saltará si se acerca la punta del electrodo máso menos a la distancia de arco común . Hay que tomar en cuenta que como el eléctrodo no se fun de y es metálico, tiende a absorber calor y auque el -tugsteno se funde a 3400 °C temperatura superior a la generada por el arco, puede absorber el calor necesariopara llegar a su temperatura de fusión. Por lo tanto es necesario enfriarlo,lo que se hace generalmente con a-gua. El enfriameinto consiste en hacer circular agua -por los contactos de cobre que sostienen al electrodo de tugsteno de tal manera que obsroben su tmeperatura y lo mantienen frío. En baso a lo explicado, es necesario comprender que la distancia que salga el eléctrodo de la boquilla del so píete o pistola, no aeberá ser muy grande para evitar -que la punta se sobrecaliente y se deforme rápidamente.

Distancia máxima de 4 mm.

F ig . 6 .1. 6 .1

154 Para tener una mayor concentración del arco eléctrico es necesario sacarle punta a los electrodos.

Electrodo de Tungsteno con Punta

F i g . 6. 1 . 6 . 2 Para iniciar el arco, nunca debe hacer contacto el eléc trodo con el metal base, en caso de que no se cuente con la unidad de alta frecuencia, puede usarse una pla ca de cobre que haga saltar la chispa y provista de undispositivo para retirarla rápidamente cuando ya se e;s tableció el arco. El paso del gas también se controla por medio de un bo tón colocado en el porta-electrodo con ol fin de operar lo oportunamente tanto al iniciar la soldadura como alsuspender el trabajo o terminar el cordón. El ftujo de agua -es menos importante y la válvula de pá so puede colocarse en cualquier parte del equipo. Para la manipulación del portaeléctrodo’pueden seguirse las mismas técnicas que las aplicadas para soldadura -oxiacetilénica ya que se tienen condiciones'“ Semejantes",' ya que estamos sosteniendo una llama eléctrica con la que podemos soldar con o sin material de aporte, con la diferencia de que la temperatura es mucho mayor y — más concentrada en el proceso tig, además de producir soldaduras más limpias y de mayor calidad. Para una mejor aplicación, no incline mucho el porta— electrodo, solo lo suficiente para que pueda observar su formación del cordón de soldadura, esto se hace conel fin de que el gas cubra uniformemente la zona de fu sión. En caso de aplicar material de aporte, este si -puede inclinarlo según las necesidades.

Para apagar el arco, basta con levantar el electrodo gi_ rando el portaeléctrodo. Cuando la placa se esté fundiendo demasiado rápido,o -tienda a perforarse, es necesario bajar el amperaje a la máquina y lo contrario si tarda mucho en fundir. F) NORMAS DE SEGURIDAD. a) Para el equipo Asegúrese de que el flujo de agua para enfriamiento es té funcionando correctamente. Para el circuito eléctrico puede seguir las indicacio nes dadas para el proceso de arco manual. b) Para el personal Las mismas indicaciones para el proceso MIG. G) METALES Y CONDICIONES PARA LOS QUE SE RECOMIENDA --USAR EL EQUIPO. Con este proceso se obtienen soldaduras de' calidad insu perable en laminas de poco espesor de aluminio princi palmente y de acero inoxidable. Para la soldadura del aluminio se tienen grandes venta jas con el empleo de este proceso porque elimina sin la necesidad de fundentes, la capa de óxido que tantos pro blemas presenta para soldadura con otros procesos. La capa de óxido de aluminio es eliminada por la acción de “ N la elevada frecuencia, pudiéndose soldar incluso lámi nas de aluminio con tiras obtenidad del mismo material 7 pudiéndose hacer lo mismo con cualquier tipo de material

ONJUNTO "H E LlA R C ** TRAN SPO RTABLE

B l O j b t DE MONTAJE DE L a V AL V U L A

iAPORTE :,Pi«AL T *L fDN OE '.n'exign O f. CABLE

CONEXION DEL CABLE CONDUCTORES ENROLLADOS „ SOLDADOR “ HELIARC**

CONJUNTO DE FUSIBLESSQPQRfF d e l d e p o s it o

CAPRETON "T-10"

M OT OR E L E C T R I C O DE L A BO M B A , TIPO DE C O ND EN SAD O R DEP O SIT O D E L AG U A

157

DIRECCION DE L SOLDADURA

-fi»'

’<TJ¿

PIEZA A SOLDAR

A. F O R M E L A M A S A D E M E T '

DERRETIDO

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M U E V a HACIA A T R A S EL S O L D AD O R

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M E T A L DL' A P O R T A C I O N

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'i, R E T I R E L A V A R I L

fig. 6 . 1 .6 .5

v> '(j

77: E. T R A S L A D E E L S O L D A D O R A L B O R D E D E L A N T E R O DE L A MASA D E R R E T I D A

Forma de iniciar un Cordón con proceso TIG.

158 6.1.7 PROCESO DE SOLDADURA DE ARCO METALICO FUSIBLE PRO TEGIDO CON GAS INERTE, O PROCESO (MIG)

B) EQUIPO FUNDAMENTAL Generador de corriente continua o transformador de c o rriente alterna con rectificador y estabilizador de a r co, depósito de gas inerte con reguladores de presión .y alimentador de material de aporte. C) DEFINICION Es un proceso de soldadura por fusión con alimentaciónde material de aporte automática de alambre desnudo, -que emplea como método de protección una atmosfera de gas inerte en la zona de fusión. D) DESCRIPCION DEL EQUIPO, ACCESORIOS Y FUNCIONAMIENTO El equipo consta de 3 partes las cuales son: \ 1.- Máquina soldadora de voltaje constante 2.- Alimentador de alambre 3.- Alimentador de Gas Inerte. 1.- Máquina soldadora de voltaje constante Es una máquina similar a la expuesta para los procesosautomáticos de arco sumergidos, o sea que cuenta con -dispositivos electrónicos que una vez regulado el volta^ je de arco este permanece constante y el amperaje varía según las necesidades de velocidad de fusión. Cuenta -por lo tanto de medidores de corriente (amperaje), po tencial (voltaje) y regulador de potencial y lógicamen te sus cables de conexiones. ■ á 2.- Alimentador de Alambre Es un motor que impulsa a un sistema mecánico de rodi--

159 -líos que impulsan al material de aporte, cuando se le da mayor velocidad al alambre, por medio de los disposj^ tivos electrónicos.en la máquina de soldar, automática mente se eleva la corriente sucediendo lo contrario — cuando se reduce la velocidad, el hecho de que se m a n — tenga constante el voltaje,es para que la longitud de arco no varíe y se tenga un arco estable fácil de m an e jar independientemente de la velocidad de salida de m a terial de aporte. Por lo explicado, se dice que al regi¿ lar la velocidad de avance del alambre de aporte, esta mos regulando el amperaje suministrado por la máquina.

Rodillos

Impulsados por

lan al alambre Fig. 6 .1.7.1 3.- Alimentador de Gas Inerte. Este es .un cilindro de gas, ya sea para argón, e 1 io o bióxido de Carbono, en realidad el bióxido de carbono no es inerte pero puede aplicarse con éxito para soldar aceros suaves o de baja -al eación. Este cilindro es simi_ lar al de oxígeno usado en oxiacetileno con la diferen cia que aparte de un regulador de presión tiene un medi dor de flujo de gas que nos indica el consumo o sea lacantidad de gas que sale por unidad de tiempo, general-

-mente los gradúan en metros cúbicos por hora, este dato flujo de gas, es necesario par a tener un control del gas ¡ue fluye cubriendo el arco, ya que principalmente si está usando argón, es neo: sario no desperdiciarlo -. ;■ ! un flujo excesivo ineces.- rio, por el ■•'••oto del gas lógicamente tampoco sería orrecto aplicar menos delnecesario porque tendríamos <-m o n e e s una protección iin suficiente con las c onsecuem das ya estudiadas en capítu ios ante rio res . istola para el proceso MIG. ■ un manera! hasta el cuál ;¡eean por set-.-,rado » el gas ■c-rte por medio de una m a n o •ora, el meta; oe aporte .or medio de un tubo flexible ; lubricado y ¡a "corriente-. ■■léctrica por medio de un cat>le flexible, ¡ a pistola --' iene además los botones de .rntrol tanto de" sal ida de; como de puesta en maretía flujo de ' t o V de apor_¿ para lo cual tiene los ca j >e s de cont roi nece sar ios ¡stola esta construida >•. tai manera proporciol.i corrii ate al metal de 3por te lo más o o x i m o pdsi a la'sal ida del mismo, a o emás que el fl-y io de -gas-• ■< te sea concéntrico al .mat er -al de a pe r• Vi sal ir ■ ie .la pisto ia y que los ¡¡otoñes de cono-ni esteri ■.qares accesibles,de tai .'añera; que el o or ario los 1ane fáci'lme'oe sin pern o •1 ritmo de o 1 Vdurd . • jkMA DE O P T AR EL E Q U !!’ •' SECUENCIA OPERATIVA j-nendo el, catálogo del V o ican te . r ,- NORMAS DE SEGURIDAD a) Protección del equipo Las mismas que las indicadas para arco sumergido semi-automético. b) Protección del personal

161 En este proceso de soldadura no se Viene la ventaja d e que se queme funden!.--- alguno que reduce la radiación de rayos "infrarrojos y ¡11 raviol etas y la misma 'intensidad de la ¡uz, por lo t a m o se aconseja protegerse con m a yor esmero que la protección indicada para arco manual y también usar como mínimo cristales polarizados de 14soi!ior-;s". Por ningún motivo exponga ia piel a la luz del are a que las quemaduras serán severas. G) M¡ ES Y CONDÍC ’INES PARA LOS QUE SE RECOMIENDA ELE-. IP 0 .

Es :- .emendado- pat a todo tipo de ;-abajos- que requieren alta velocidad de a --l icáción acompañada de alta a í ida d del cordón de soldadura. Encuentra mucha aplicación e n trabados finos de abarro inoxidable Esto sé debe a la 1 impieza del depósito y la tersura ie los depósitos, ser usa e: ia fabricación de recipientes para la industriaál ime.'e. i c i-a, 'tubería'-, de acero ino •idable etc. Puede usarse para so iJar cualquier cipo de metal , cuan do se m ■ m.a de acero-, ae baja, aleje ¡ón se usa ciimo ;gasínerte .me argón y como. metal- de aeot-e fierro de i cobri i

Fig. 6 .1.7.2 Equipo de Soldadura M I 6 .

162

A) NOMBRE DEL PROCESO. 6.2.1 PROCESO DE SOLDADURA DE RESISTENCIA ELECTRICA POR PUNTOS. B) EQUIPO FUNDAMENTAL

Transformador de corriente alterna. Máquina planteadora. C) DEFINICION

Es un proceso de soldadura en el que los metales se c a lientan hasta una temperatura muy próxima a la de fu — sión en un solo punto y por medio de presión se logra la unión? D) DESCRIPCION DEL EQUIPO, ACCESORIOS Y FUNCIONAMIENTO. El equipo es sumamente sencillo, y consta solamente de un transformador de corriente, el cual tiene en la par te secundaria, un dispositivo mecánico para cortorircui_ tar el circuito, al mismo tiempo que se ejerce presiónmecánica entre los dos bornes llamados

también electro

dos. El circuito eléctrico de un transformador para soldadu ra por resistencia eléctrica, es el siguiente: 4

163 Devanado Secundario £ 1 ectrodo

Alta corriente Bajo Voltaje

Superior

E 1 ectrodo Inferior

c Núcleo de Hierro

Devanado Primario Conectado a la -Fuente de corrien te.

Fi g. 6 .2 .1 . 1 El electrodo superior es el que se desplaza hacia abajoy ejerce la presión mecánic^ sobre las piezas que se -van a soldar, la presión se ejerce por medio de una pa lanca que en el caso de punteadoras de piso esta coloca da de tal manera que se accione con los pies y poder te ner libres las manos para colocar las piezas. En el caso de punteadoras manuales, la presión se ejer ce sobre una palanca accionada con la mano

Fig. 6 .2.1.2

164

Fig. 2.1.3 PUNTEADORA Para aumentar el ciclo de trabajo de estas máquinas, se les instala también un sistema de enfriamiento por agua; el cual consiste en hacer circular agua a través de ve nas (conductos) que recorren interiormente los electro dos y el núcleo de hierro, evitando el sobrecalentamieii to de la máquina.

165 Entrada de aqua fría Sal ida de a g u a .

Fig. 6 .2.1.4 Electrodo en el que se aprecian ción de agua.

las venas para circula-

Pueue conectarse la entrada de agua fría directamente a la respectiva conexión de la máquina, sin embargo es ne cesario estar seguro de que el agua esta circulando, ya que si por algún motivo se obstruye el paso del agua yno nos enteramos, la máquina se sobrecalentará v no tra_ bajará a la eficiencia requerida. POR QUE SE CALIENTA EL METAL BASE. Al establecer una corriente elevada a través de un c o n ductor, no habrá calentamientos si el conductor es de la suficiente capacidad, pero si se interpone un mate-rial que produzca resistencia eléctrica, se generará en él, una temperatura que dependerá de la cantidad de co rriente.

] 66

Corriente eléctri ca .

Electrodos de cobre gruesos. No presentan resistenc]Á el éctrica.

Fig. 6 .2.1.5 y es precisamente en el punto de contacto entre las dos placas que se transíapan en donde hay mayor resistencia y por lo tanto se concentra la temperatura y la unión se lleva a cabo cuando se aplica presión. E) FORMA DE OPERAR EL EQUIPO, ACCESORIOS Y FUNCIONAMIE¿¡ TO. SECUENCIA OPERATIVA, a) Revisión del equipo. Debe revisarse que el flujo de agua a través de la m á quina no esté obstruido. Los electrodos deben quedar perfectamente acoplados — cuando se pongan en contacto.

167

Forma Correcta

de los

Electrodos. Fig. 6 ,2.1.6 En caso co.icrario límelos hasta que queden parejos, y deles la forma mostrada en la figura anterior. b) Selección de la fuente de corrienteigual que el expuesto para proceso manual con máquina de C.A. c) Selección de conductores. La selección de conductores puede hacerse en base a latabla expuesta a continuación.

No. de Cambios Conmutador Cal ibre apro piado del Con ductor A .W. G.

Consumo en Amperes

Dimensiones del material (espesor máximo) que puede soldarsede acuerdo a la capacidad de la máquina.

X. V . A .

Potencia

TABLA PARA LA SELECCIÓN DE CONDUCTORES Y CAPACIDAD DE MAQUINAS PUNTEADORAS.

24 (0.59 mm)

1/8" (3.1 mm)

22 (0.79 mm)

3/16" (4.7 mm)

20 (0.99

mm)

1/4" (6.3 mm)

18 (1.19

mm)

5/16" (7.9 mm)

16 (1.59 n m )

3/8" (9.3 m m f

14 (1.59 mm)

1/2" (12.7 mm)

125

12 (2.78 mm).

1/16" (14.3 mm)

150

i/o

10 (3.57 mm)

5/8" (15.9 mm)

200

2 /0

8 (4.37 mm)

:11/16" (17.5mm)

250

3/0

6 (5.20 mm)

3/4" (19.1 mm)

7 1/2

2 Láminas B.W.G.

2 Alambres S.G.

En dicha tabla se relaciona el dato de capacidad de lamáquina en KVA, dato que proporciona el fabricante, con el calibre del conductor. Al mismo tiempo se da un ^spe sor de placa máximo que puede ser soldado con la poten cia indicada. d) Instalación del equipo. La misma que la indicada para equipo de soldadura m a — nual C.A. e) Selección de corriente. Las máquinas tienen cambios de corriente para el secun-

169 -dario mediante derivaciones fijas. Hay que seleccionar el adecuado, de acuerdo a la tabladada en el inciso C. f) Revisión de la Instalación. La misma que la indicada para equipo de soldadura m a nual C.A. F) NORMAS DE SEGURIDAD' a) Protección del equipo. Igual que la expuesta para equipo de soldadura manual C.A. más la revisión del flujo de agua,en caso de ali mentarlo directamente a la toma, el drenajo debe insta larse de tal manera que se note fácilmente si no esta fluyendo agua. b) Protección del personal. Debe puntear con guantes para evitar quemaduras o corta duras con la lámina. G) METALES Y CONDICIONES PARA LOS QUE SÍ RECOMIENDA — USAR EL EQUIPO. Es recomendable para trabajos en láminas de poco espe sor. En la industria automotriz tiene mucha aplicación, que abarca desde el armado de chasis hasta la carroce ría etc. En las industrias que fabrican línea blanca -(estufas, refrigeradores, lavadoras etc.), tiene aplica ción muy extensa y en general para todo tipo de traba jos en láminas de acero de bajo contenido de carbón.

6.2.2 PROCESOS DE SOLDADURA POR RESISTENCIA ELECTRICA. Siguiendo el mismo principio que la soldadura por pun tos y con similares aplicaciones se encuentran los si guientes métodos de soldadura por resistencia: 1.- Por Costura 2.- Por Proyección o Quemado 3.- Por Puntos Múltiples • 4.- A tope por chisporroteo. Por Costura: Consiste en substituir los electrodos en forma de barra del proceso por puntos por unos discos que reciben c o rriente a intervalos regulables de tiempo, según las ne cesidades, para dar la separación entre cada punto o en su defecto puntos pegados uno a otro haciendo la solda dura continua.

Soldadura por Costura.

Fig. 6 .2 .2 . 1 La regulación de cantidad de puntos se hace por medio de un interruptor de corriente automático integrado a la máquina. ■ • Este equipo tiene aplicación en los casos que requieren una continuidad de puntos o definitivamente soldado a todo lo largo.

Fig. 6 .2.2.2 Placa soldada por costura con pun tos juntos forman do contura conti nua .

Placa soldada por costura con pun— tos próximos sepa dos. 2.- Por proyección o Quemado.

El equipo es igual al de soldadura por puntos, solo que en este caso los electrodos son más anchos, de tal mane ra que abarquen más area de metal a soldar. Para este proceso, necesario preparar el metal basecon pequeños dobleces que hagan mayor resistencia y pro duzcan varios puntos.

Corriente Electrodo

Proyección o Quemado

Los

puntos

quedarán en los dobleces de la lámina.

Fig. 6 .2.2.4 La soldadura por proyección tiene l a misma aplicación que Ta soldadura por puntos, con l a ventaja de que en una operación se realizan dos o más puntos. '3.- Por puntos o múltiple. En este proceso, se sacan varias derivaciones del se— cundario, cada una alimenta un electrodo y el electrodo opuesto es común a todos, o sea es una mesa o placa con tra electrodo. Soldadura por Puntos Múltiples

Mesa de Contra-Electrodo

Fig. 6 .2.2.5 Desde luego que el transformador será de mucho mayor ca pacidad que el utilizado para un solo punto, ya que los puntos se hacen simultáneamente. Este proceso se aplica en donde se requieren altas velo cidades de producción.

V»

173

4.- A tope \por Chisporroteo. El principio es el misino que los anteriores, solo que en este caso los electrodos están formados por el mismo metal base, o sea la máquina cuenta solo con dos mor da zas que sujetan las piezas a unir y por medio de ellasles transmiten la corriente, se aplica un poco de mayor potencial que en la soldadura por puntos para probocarpequeños arcos eléctricos entre las piezas que siemprese pondrán a tope, de tal forma que se calientan por la acción del arco y posteriormente se juntan y se oprimen una contra la otra formándose la soldadura. tste proceso tiene gran aplicación para soldar pernos,varillas, alambres y placas de considerable espesor. Soldadura a Tope por Chisporroteo

IIIÍW IU U IW

Se establece un pequeño F i g . 6.2.2. 6 Arco eléctrico antes de Para la soldadura de placas. . unirlos. Se han elaborado máquinas que alcanzan a soldar en -una sol a. operación placas de 91 cm de largo y hasta — 1 2 mm de espesor. A

174 6.3.2 CORTE CON OXIACETILENO. Para el corte con soplete oxiacetileno se usa el mismoequipo de soldadura solo que ahora cambiarnos el soplete soldador por un soplete cortador. Válvulas de Regula ción. i i

El soplete cortador es una combinación de un soplete si_ inilar al soldador, con la diferencia de que tiene ^ n a alimentación de oxigeno directa hasta la salida de la boquilla. 0 sea que el soplete tendrá ahora tres válvulas de paso

dos de los cuales serán similares a las del sopletesoldador, con las cuales regulamos la flama como si fue ra para soldar, balanceando oxigeno y acetileno, la -tercer válvula, será Cínicamente para permitir el paso de oxígeno, esta válvula es accionada por la palanca -que se aprecia en el soplete de la figura anterior y es te flujo de oxígeno llega directamente a la salida de la boquilla, por lo tanto, las boquillas tendrán un ori ficio para la salida de oxiacetileno y otros para la sa 1 ida de oxígeno, en base a lo anterior, existen dos ti pos de boquillas cortadoras.

175

Fig. 6.3.2.2 Orificio de las Boquillas Cortadoras. El orificio central es para la salida del oxigeno, y el concéntrico o los orificios pequeños alrededor son pa ra la salida del oxígeno y acetileno mezclados. Al igual que las boquillas soldadoras, las boquillas -cortadoras también son intercambiables y se fabrican de diferentes tamaños que se clasifican de acuerdo a el -diámetro de los orificios de salida de las boquillas. Para cada rango de espesor de material se recomienda un cierto número de boquilla, y la numeración es similar a la de las boquillas soldadoras, o sea la número 0 esla más pequeña y conforme va creciendo el número aumen ta el diámetro del orificio de la boquilla. A continuación presentamos una tabla en la que en baseai espesor del metal que se va a cortar, se recomiendael número de boquilla (puede guiarse por la numeraciónde 0 a 5 que se encuentra en la parte central de la cla_ sificación por modelos), se indican las presiones tanto para oxígeno como acetileno, se indica el consumo de -gas, en metros cúbicos por hora y el número o calibre de la broca limpiadora para la boquilla correspondiente En la figura ( ) , se presenta una broca , de es te tipo marcada con el número 4.

El corte oxiacetilénico puede usarse para cortar, acha flanar etc. todo tipo de aceros de bajo y mediano conte nido de carbono, pero nunca debe tratar de cortarse m e tales no ferrosos, acero inoxidable y hierros colados,la razón es la siguiente: El corte oxiacetilénico se basa fundamentalmente en laoxidación instantánea que sufre un material cuando esta a una temperatura próxima a la de fusión, este fenómeno se presenta en los metales ferrosos, quiere decir que si se calienta un metal ferroso a una temperatura próxj ma a la de fusión, si le aplicamos oxígeno este se o x i dará tan rápidamente que podemos decir que se está que mando, sufriendo una descomposición tan severa que se transforma rápidamente en escoria que con la misma fuer za de la flama se bota instantáneamente produciendo e l corte, lógicamente los metales no ferrosos no se oxidan o si se oxidan, forman capas de óxido refractarios queprotejen a ún más contra la oxidación al metal, por lo tanto queda descartada la posibilidad de cortarlos conoxiacetileno. \ Sucede lo mismo en el caso del corte de acero inoxida ble. Porque no se puede cortar hierro colado con soplete — oxiacetilénico: El hierro colado contiene carbón grafitado que c u b r e alos granos de fierro carbono, el c a r b ó n grafitado es un material refractario que impide que las capas de g r a n o s se calienten uniformemente y lo que provoca que el c a lor se aislé y lógicamente impide que la oxidación c o n tinúe a lo largo de la sección de la pieza. EQUIPO DE CORTE. Como habíamos anotado anteriormente, el equipo d' te* solo difiere del equipo de coldadura en el sop, sin embargo presentamos a continuación un equipo c o l ., ¿to de corte oxiacetilénico.

Fig. 6 .3.2.3 Equipo para corte.con oxiacetileno. PROCEDIMIENTO PARA ENCENDIDO Y CORTE: Encendido.R e g u l e la p re s ió n de a c u e r d o a l a para c o r t e o xi a c e t i l é n í é q .

t a b la p r o p o r c i o n a d a -

En su soplete oxiacetilénico de corte, tiene las dos -válvulas con Tas cuales regula un tipo de flama normalcon las mismas recomendaciones dadas para soldadura con oxiacetileno, la palanca solo se accionará cuando el me tal este'á punto para el corte, o sea es una válvula de paso para el oxígeno. EQUIPO COMBINADO PARA CORTE Y SOLDADURA OXIACETILENICO. Existen equipos completos para corte y soldadura, los cuales consisten en un maneral común con sus válvulas -

178 para oxígeno y acetileno y en este maneral se conectanlas boquillas soldadoras y el soplete cortador.

Fig. 6 .3.2.4 Equipo completo para corte y soldadura oxiacetilénico. Encendido del soplete de corte para el equipo combinado En este caso tenemos 3 válvulas aparte de la palanca de la válvula de oxígeno para el corte. El encendido se hará de la siguiente manera : La válvula del oxígeno del maneral se abrirá completa-mente y la flama se regulará con la válvula que esta'en el soplete de corte para el oxígeno v con la válvula -del acetileno del maneral, lo aemás es exactamente U> mismo. Técnica para iniciar el corte. Una vez establecida la flama normal, acérquela a el m e tal base, dejando una senaración de 2 mm aproximadamente

entre metal base v la punta de los dardos.

Boquilla de Corte

Dardo

UlJ U' _ _ L 2 mm.

En esta figura se aprecia la separación correcta del dardo al metal base. Fig. 6 .3.2.5 Separación del dardo al metal base. Cuando el metal se hallj puesto al rojo vivo levante auna distancia de 3 mm aproximadamente la separación nien cionada anteriormente y opr-ima la palanca del oxigeno observe que el material se corte y avance, para saber si la velocidad de avance es correcta considere los si guientes puntos: C u a n d o el avance es lento, el corte es muy ancho y Ios-

bordes quedan deformados; cuando es demasiado rápido, q ueda muy angosto en la parte •■nnerior y en i? inferior q u e d a n partes sin cortar, los filos superiores son rec tos; cuando es el avance correcta, los filos superiores í,ue.dan bien definidos y el corte es uniforme y recto en f- dirección que se dirija la boquilla. h.! corte tendrá ¡a dirección de la boquilla, por lo tan to cuando se deseen cortes rectos, deberá estar perpen dicular a la placa, y cuando se quiera achaflanar debe rá tenderse el ángulo deseado. *\ CORTE CON 0 X 1-BUTANO. Con el fin de reducir los costos en el corte es conve niente utilizar gases más económicos que el acetileno,-

180 como el Butano o mezclas de gases combustibles.Para el empleo de estos gases puede usarse el mismo equipo queel de oxiacetiléno en lo que se refiere a soplete* m a n gueras y manómetros o reguladores. Los cilindros para estos gases combustibles son los comunmente usados para servicio doméstico, por lo tanto sólo hay que adaptar los a los reguladores de presión por medio de un adap tador. Las boquillas utilizadas para corte Oxi-butánico son di_ ferentes a las usadas para corte oxiaceti 1 énic o, solo - que en lugar de tener orificios por donde sale el -oxi-butano combinado, tiene ranuras en dirección al ori ficio central de salida de oxigeno, las térmicas de en cendido y operación para el corte, con iguales que lasexplicadas para corte oxi-acetilénico, con la diferen cia que es necesario esperar un poco de más tiempo en el inicio del corte. A continuación presentamos una tabla que indica los con sumos de gases referidos a un rango de espesor de placa y modelo de boquilla para oxi-butano al mismo tiempo se indican las presiones recomendadas y el número de la -broca 1 impiadora.

6.3.1 PROCESO DE .SOLDADURA OXI-ACETILENICA.

B) EQUIPO FUNDAMENTAL Cilindros de oxígeno y acetileno con sus respectivos re guiadores de presión y soplete soldador. C) DEFINICION Es un proceso de soldadura que utiliza el calor despreji dido de la combustión del acetileno en oxígeno para e — fectuar soldaduras con fusión o sin fusión del metal ba se, D) DESCRIPCION DEL EQUIPO, ACCESORIOS Y FUNCIONAMIENTO El equipo puede dividirse en 4 partes las cuales son: 1.- Cilindro de oxígeno 2.- Cilindro de acetileno 3.- Reguladores de presión. 4.- Soplete. 1.- El Cilindro de Oxígeno se distingue por ser más a l to que el cilindro de acetileno es de color verde o a-zul y su llave de paso es de operación manual el cilin dro debe construirse sin costuras generalmente se cons truyen como el mostrado^ en la figura siguiente.

El contenido de oxígeno en un cilindro como el mostrado, 3 3 es de 5.6 m a urik presión de 154.5 Kg / m , esta equi pado con una válvula de paso con dispositivos de seguri dad que consisten en láminas calibradas que se rompen cuando la presión esta aumentando peligrosamente, las conexiones de la válvulo son de cuerda derecha y c u e n tan con una capa metal n:a protectora que deberán t e n e r siempre que no se usen. 2.- Cilindro de acetileno.

Como el acetileno no puede ser sometido a elevadas pre siones, el cilindro es de pared más delgada que la delcilindro de oxígeno y además si admite ser construido de varias partes soldadas. Por ley se debe someter a -„ 9 una presión maxima de 1.06 Kg/cm".

183 Cilindro-de Acetileno

d e p lomo de seguridad

Fig. 6 .3.1.2 Pero como es mezclado con acetona contenida en una subs taricia porosa que al mismo tiempo esta adher ida en la -

pared interna del cilindro, se puede comprimir a 17 Kg/ •i

en“ " de presión con un contenido de aproximadamente 8 m

3.- Reguladores de Presión. El regulador de presión para el oxigeno es de más capa cidad que el del acetileno, en la fotografía mostrada a continuación se muestran los reguladores para oxigeno y para acetileno.

1—

I—

h—'

l~~~

184

Aparte de que la capacidad entre el regulador de oxigeno y el de acetileno es diferente, para que no existan e-quivocaciones, el de acetileno es de cuerda izquierda y el de oxígeno de cuerda derecha, tanto en la tuerca de acople a la válvula como en la tuerca de acople a las mangueras. 4.- Soplete.- El soplete tiene dos funciones, la de rnez ciar el oxígeno y acetileno y dirigir esta mezcla a lazona de fusión y de ser un medio fácilmente sujetable para poder dirigir correctamente la fusión. 0 sea que el soplete se divid e en una parte que mézcla

los gases, misma que se aprovecha para sujetarlo y m a niobrar con el, y la parte que concentra la combustiónhaciendo un flujo laminar del gas al salir, esta parte es la boguilla y como es la más cercana a la zona de fi¿ sión es intercambiable.

185

Válvulas de ajuste

Las boquillas son las que determinan la cantidad de flu jo de oxigeno y acetileno que fluye hacia la zona de fu sión, ya que en general cuando se regula una flama debe observarse que no produzca ruidos ni silvidos que son provocados por exceso de flujo de gases que en algunoscasos llegan al grado de hacer una flama tubulenta quedefomia la fusión y hace incomoda la operación de solda_ dura. Esto se debe a que el flujo de gas no está de a — cuerdo al diámetro de la boquilla, si en un caso dado la flama tarda mucho en calentar el metal base, no re solveremos el problema abriendo ambas válvulas del so plete para permitir mayor cantidad de flujo de gas, si no que lo correcto es cambiar de boquilla. Las boquillas se construyen de diferentes diámetros in teriores los cuales se clasifican en números, siendo la de mayor diámetro interior la que tenga número más gran_ de.

186

Diámetro in terior.

Sección Transversal de una Boqu illa. Fig. 6.3.1.5 A continuación damos una tabla que recomienda el número de boquilla que debe usarse para el rango de espesor de placa que se va a soldar. Al mismo tiempo indica las -presiones recomendadas para los dos gas es,observese que son iguales, procure hacerlo asi siempre que vaya a soldar. También se indica el consumo de gas por cada hora e in clusive'' el número del limpia boquillas uue correspondea esa boquilla. Los modelos de boquillas se refieren a marcas comercia les, sin embargo la el asificacióngeneral puede seguirle por el último número, con lo que puede verse que estanclasificadas del 1 al 1 0 .

Fig. 6.3.1.6

187 Un equipo completo de accesorios para soldadura es el mostrado en la fotografía siguiente:

E) FORMA DE OPERAR :L EQUIPO SECUENCIA OPERATIVA a) Revisión del equipo Es necesario revisar el equipo antes de armarlo, en laconexión del regulador a el cilindro existe un empaqueque puede ser de aluminio o plástico, si esta muy gasta^ do repóngalo, considere que un empaque debe cambiarse cada vez que se desmonte el regulador. El acople de la boquilla al soplete tiene empaques en forma de anillos que en algunos casos llegan a descompo

-nerse por el calor o por los constantes cambios de bo quillas, revíselos y si es necesario cambíelos. En gene ral, las mangueras, reguladores y cilindros deben estar en buenas condiciones. b) Instalación del equipo. Utilice las llaves adecuadas para realizar los ajustesnecesarios, o sea la llave de tuercas para montar y des montar los reguladores y ajustar las conexiones de lasmangueras, nunca use llaves con muescas.

F i g . 6 .3.1 . 8 El montaje de la boquilla debe hacerse con la mano y ajustarla perfectamente, no use llaves para ajustar la boquilla si hay fugas revise los empaques nuevamente. c) Revisión del equipo' instalado.

Una ves instalado el equipo, abra hasta dejar flojas las dos perillas de los reguladores de presión y proce da a abrir las válvulas de los cilindros, el de oxigeno abralo lentamente, de dos o tres vueltas, el de acetile no abralo con la llave de dado, la cual si es posible dejela puesta, solo gire la llave media vuelta, empiece a cerrar las perillas de los reguladores de presión has^ ta que obtenga en ambos 0.5 kg/cm , pruebe con jabona dura todas las conexiones, si hay fugas, cierre inmedia_ tamente las válvulas de los cilindros y revise los empa_ ques nuevamente.

189 d) Encendido de Flama.

No se le olvide qué para encender y apagar la flama — siempre es primero el acetileno.

Encendido:una vez regulada la presión proceda a en c e n der la flama, para un principiante, es necesario que su jete con una mano el soplete para poder abrir la vál vu la de paso del soplete con la otra, por lo tanto es n e cesario que tenga el encendedor de fricción a la mano para no dejar escapar demasiado

acetileno, abra la -

válvula del acetileno un cuarto cíe vuelta solamente y rápidamente'friccione el encendedor delante de la boquj_ lia hasta que encienda, después empiece a abir la válvju la del oxigeno hasta obtener la flama deseada. Existen tres tipos útiles de flama, los cuales m o s t r a mos a continuación.

\iy

190

Flama Neutra o Normal es la más usada sobre para soldadura de ace

Flama Carburante o Carbonizante. Se apiica en la sóida

Fl ama O x e a n t e Se usa en la soldadura de algunos; tipos de -hierro colado. Fig. 6.3.1. i Tipos de Flamas. Obserbe detenidamente el dardo o cono interior y no sele olvide su forma para que sepa regalar correctamentesu flama. La aureola debe tener la forma indicada en la figura, en caso contrario, puede ser que tengamos exceso de flu^ jo de gas o que la boquilla este sucia, para tales ca sos reduzca el flujo de gas cerrando las válvulas y l i mpie las boquillas con el 1 impiaboquillas indicado en la tabla del inciso anterior.

191 Para apagar la flama, cierre primero el acetileno y e n seguida el oxígeno. Cuando acabe la jornada de trabajo es necesario purgar las mangueras o sea sacarles el gas a presión que con tienen, esto se hace de la sigueinte manera: Cierre las válvulas de, los cilindros, abra las perillas de ajustede los reguladores hasta que quecfen flojas y después a-bra las válvulas del soplete hasta que la presión en -los reguladores marque cero, vuélvalas a cerrar y reco ja las mangueras correctamente. F) NORMAS DE SEGURIDAD. a) Protección del equipo. Procure tener siempre los cilindros sujetos a una colum na o algo seguro para evitar que se caígan con algún ja lón accidental de las mangueras. Las mangueras no deben se pisadas por los operarios y mucho írtenos deben caerles materiales encima, si por ac cidente sucede alguna de estas cosas, revise minuciosa mente la parte afectada, y si esta cuarteada la mangue ra, repóngala con una nueva. Los cilindros deben estar .retirados ae la zona de tr'nba jo por una distancia mínima de 1 m, para evitar que pcuaccidente le pegue la flama a algún cilindro y provoque que la presión aumente por la elevación de temperatura, lo que haría estallar el cilindro. b) Protección del personal. El operario debe protegerse con un peto y guantes, el calor es demaciado intenso y el pecho y estomago son -los más cercanos a la zona de fusión, por lo tanto hayque protegerse con el peto, y los guantes son necesa^-n o s para evitar quemaduras. Las gafas deben equiparse con cristales polarizados de-

192 6 sombras mínimo, compruebe que esten construidas de ma

terial resistente al calor, y que el resorte este en -buen estado.

Fig. 6.3. 1 . 1 0

No se le olvide que para encender el soplete, basta con girar un cuarto de vuelta la válvula, reitre la boqui lla de la cara cuando vaya a encenderse y evite que e s cape mucho gas antes de encender. ^ Al estar trabajando no se acerque demasiado a la zona de fusión mantenga la cara.a una distancia mínima de 30 cm. de la pieza que esta soldando, si se requiere mayor acercamiento, cúbrase con una capa de cuero la cara. V’ G) METALES Y CONDICIONES PARA LOS QUE SE RECOMIENDA USAR.EL EQUIPO. El equipo oxiacetilénico puede usarse en la soldadura de cualquier tipo de metal, ferroso y no ferrosos perú es especialmente recomendado para soldaduras en piezaspequeñas o delgadas en las cuales se aplican aleaciones de bajo punto de fusión, las cuales con ayuda de funden tes dejar, depósitos tersis y de muy buena apariencia. En la soldadura de piezas pequeñas de metales no ferro sos tiene ¡nucha ventaja sobre el arco aléctrico, y so bre todo para piezas que requieren soldaduras de flujofino para soldar placas traslapadas o para sellar c o — pies, uniones etc. El proceso oxiacetilénico es el que se aplica en gene— ral para todo tipo de soldaduras del tipo de adherencia y capilai'idad.

193 CAPITULO

CUESTIONARIO 6.1.1 PROCESO DE SOLDADURA DE ARCO ELECTRICO MANUAL -CON CORRIENTE ALTERNA. 1.- ¿Cuántos tipos de transformadores de C.A. para so]_ dar conoce y cuáles son? 2.- ¿Cuáles son los datos que no deben faltar en la -placa de datos de la máquina? 3.- ¿En qué unidades se da la capacidad máxima de la máquina? 4.- ¿Qué indica el ciclo de trabajo de una máquina? 5.- Para una máquina de 55 Ainpers en el primario ¿quécalibre de alambre usarla para conectarla? 6 .- El cristal polarizado de la careta para soldar ¿de

cuántas sombras mínimo debe ser? 6.1.2 PROCESO DE SOLDADURA CON ARCO ELECTRICO MANUAL CON CORRIENTE RECTIFICADA 1.- ¿Cuál es la diferencia entre un equipo de C.A. y uno de corriente rectificada? 2.- ¿Para qué metales y condiciones se recomienda usar este equipo? 6.1.3 PROCESO DE SOLDADURA DE ARCO ELECTRICO MANUAL -CON CORRIENTE CONTINUA. 1.- ¿Cuántos tipos de Generador conoce? 2.- ¿Los generadores eléctricos para soldar a cuántasfases se conectan?'' 3.- ¿Qué partes de la máquina requieren de mantenimien to preventivo? 4.- ¿Qué metales se pueden soldar con este equipo?

6.1.4 PROCESO DE SOLDADURA DE ARCO SUMERGIDO SEMIAUTO MATICO. 1.- ¿Cuál debe ser el ciclo de rer,oimiento de la máqui na de corriente para soldar con arco sumergido se miautomàtico? 2.- ¿Qué forma tiene él material de aporte usado paraarco sumergido? 3.- ¿Por qué podemos aplicar mayores amperajes en arco sumergido que en arco manual? 4.- ¿Cómo- se alimenta de fundente a la zona de fusion en arco sumergido? 5.- ¿Para qué metales y condiciones recomienda usar el equipo de arco sumergido manual? 6.1.5 PROCESO DE ARCO SUMERGIDO AUTOMATICO 1.- ¿Cuál es la diferencia entre un proceso de arco su mergido semiautomàtico y un arco sumergido automa tico? 2.- ¿Cómo se establece el arco eléctrico en el proceso de .arco sumergido Automático? 3.- ¿Para qué metales y condiciones recomienda usar el equ ipo? 6.1.6 PROCESO DE SOLDADURA TIG. 1.- ¿Qué gases son usados en el proceso TIG? 2.- ¿Cómo se establece el arco eléctrico sin hacer con tacto el electrodo con el metal base? 3.- ¿Por qué no se usa fundente en el proceso TIG para sol dar aluminio? 4.- ¿Para qué metales y condiciones se recomienda usar el equipo?

195 d

.1.7 PROCESO DE SOLDADURA MIG.

1.- ¿Qué gas se usa para soldar acero inoxidable con este proceso? 2.- ¿Cómo se le llama a esta máquina con respecto su voltaje de arco eléctrico?

a -

3.- ¿El regulador de presión del gas de que partes es ta compuesto? 4.- ¿Para qué metales y condiciones se recomienda usar el equipo? 6.2.1 PROCESO DE SOLDADURA DE RESISTENCIA ELECTRICA — POR PUNTOS. 1.- ¿Por qué se calienta el metal base? 2.- ¿Por qué se puede sobrecalentar la máquina? 3.- ¿Para qué metales se recomienda usar el equipo? 6.2.2 PROCESO DE SOLDADURA POR RESISTENCIA ELECTRICA 1.- Mencione 3 procesos de soldadura por resistencia eléctrica? 2.- Explique la soldadura a tope por chisporroteo 6.3.1 PROCESO DE SOLDADURA OXIACETILENICA. 1.- ¿Qué diferencias existen entre el cilindro de oxi geno y el de acetiléno? 2 2.- ¿Por qué se puede someter a más de 1.06 kg/cm de presión el acetiléno? 'V 3.- ¿Una boquilla del número 2 para que espesores de metal base se puede aplicar? 4.- ¿Las presiones para soldar deben ser iguales o d i ferentes? .

196 5.- ¿Cuántos tipos útiles de flama existen y cuáles — son? 6 .- ¿De c uá nta s.sombras debe ser el cristal

polarizado

para soldar con oxiacetiléno? 7.- ¿Para qué metales y en que condiciones se recomien da usar el equipo oxiacetilénico? 6.3.2 CORTE CON OXIACETILENO 1.- ¿Cómo se procede el corte con oxiacetiléno? 2.- ¿Se puede cortar acero inoxiadable con oxiacetiléno? 3.- ¿Qué es más económico para cortar con flama, el -oxiacetiléno o el oxibutano?

■p

CAPITULO

l . l l l

I .

VII

TECNICAS PARA PREPARACION DE BORDES Y SIMBOLOGIA. 7.1 DISEÑO DE LA PREPARACION DE BORDES. I

CONCEPTOS FUNDAMENTALES. ' ' ' Los conceptos fundamentales considerados para la pre paración de los bordes de unión pueden resumirse en los siguientes: a) Asegurar una penetración completa. b) Hacer más cómoda la operación de soldar c) Ahorro de material de aportación d) Adaptar el tipo de preparación a los medios de fa bricación que tenga la empresa. Como puede verse, estos cuatro conceptos están intima mente ligados y dependen unos de otros. Explicaremosen que consiste c/u y las limitaciones que encuentran en los trabajos prácticos. a) ASEGURAR UNA PENETRACION COMPLETA.

: I

Este aspecto es el más importante y en base a él se considerarán los siguientes. Esto quiere decir que no debemos sacrificar por ningún motivo la seguridad de una completa penetración por hacer un ahorro de material de aportación por ejemplo. Para cubrir este punto es conveniente seguir las indi caciones siguientes: 1.- Para espesores mayores a 6.4 mm de espesor es ne cesario biselar. 2.- Los biseles deberán tener una abertura en la par te superior tal que -permita el libre movimiento del electrodo. 3.- Debe tenerse fácil acceso a la parte profunda dela preparación de manera que pueda limpiarse co rrectamente.

b) HACER MAS COMODA LA OPERACION DEL SOLDADOR. Cuando el soldador tienen fácil acceso en toda la sec ción del material y a lo largo de ella, estamos lo— grando una comodidad que permite que el soldador tra baje sin fatigarse rápidamente. La preparación de bordes ayuda en gran parte a solu cionar este aspecto sobre todo en posiciones difíci les. Para entenderlo mejor pondremos un ejemplo.

Piezas sin Preparación.

F ig . 7.1.1 En la figura anterior es necesario soldar la placa — horizontal a la placa vertical. Preparación recomendada:

F ig . 7.1.2 Esta preparación permite, efectuar la soldadura en po sición plana. c) AHORRO DE MATERIAL DE APORTACION. El ahorro de material de aportación constituye un as pecto de consideración en espesores mayores de 1 2 mu, y consiste en utilizar la mínima cantidad de material de aportación sin descuidar los otros aspectos ( a),c) y d) ) las indicaciones siguientes nos ayudarán acubrir convenientemente este aspecto. 1.- En biseles tipo V el ángulo que forman los bor des no deberá ser mayor de 70 °

200

Máximo

Fio- 7.1.3 2.- Para espesores mayores a 12 mm es conveniente ha cer una preparación J o una combinación de preparación en V en el fondo,hasta 16 mm aproximadamente de espe sor y el resto sin bisel.

Espesores mayores de 1 2 mm.

Preparación Doble "J"

Fig. 7.!.4 *

201

Combinación de Bordes rectos con preparación "V" en el fondo. Fig. 7.1.5 Combinación con preparación "V" en el fondo. Empleadapara placa mayor de 19 mm de espesor. 3.- Cuando se unen placas en las cuales se tiene acce so por ambos lados

y existe la posibilidad de vol_

tearlos de tal manera que las aplicaciones sean en posición plana, es conveniente biselar por ambos lados. En la figura siguiente, puede apreciarse la canti dad de material economizado con la preparación por ambos lados de la placa.

Obsérvese en esta figura el menor volumen ocu pado en la preparación en doble "V" . Se reco mienda aplicar para piezas que pueden ser vol_ volteadas.

d) ADAPTAR EL TIPO DE PREPARACION A LOS MEDIOS DE FA BRICACION DE LA EMPRESA. Nos referiremos en este punto, a la maquinaria y equi pos de que dispone la empresa para realizar tanto la — preparación de los bordes, como la ejecución de la sol dadura . BISELADORAS MECANICAS. Existen máquinas biseladoras de tipo mecánico que cor tan por medio de un buril, el metal que es necesario reducir. Estas máquinas se usan para biseles en V sóla mente, y .para espesores hasta de 15 mm aproximadamente, es de operación relativamente lenta. CORTE POR ARCO-AIRE. El método de biselado que tiene mayor aplicación indus^ trial, es el llamado córte por arco-aire. Este consiste en establecer un arco eléctrico entre -el metal base y un electrodo de carbón, y aplicar un chorro de aire a alta presión en la misma dirección — del electrodo de'tal manera, que bota el metal fundido por la acción del arco eléctrico. La forma de los bordes que queda con este método, es la siguiente:

Biselado por arco aire Para el biselado por arco aire, se efectúan los pasossiguientes: Primero se aplica un cordón de soldadura en la parte opuesta al bisel.

ier. Paso Fig.7.1.8 Después se bisela botando parte del cordón aplicado en el lado opuesto. Biselado con Arco Aire

Fig. 7.1.9 PREPARACION DE ACUERDO AL EQUIPO DE SOLDADURA. Existen máquinas automáticas que tienen alta capacidad de penetración al efectuar un cordón de soldadura. Eneste caso, el tipo de preparación puede ser más angos to y con úna raíz muy alta (en ocasiones alcanza hasta 1 2 mm) o si el espesor es menor, puede dejarse sin pre

paración. Los datos de capacidad de penetración de la máquina, son proporcionados por los fabricantes y en base a e-líos, es conveniente diseñar las preparaciones.

204 7.2 PARTES DE UN BISEL. Para identificar las partes que componen un bisel, cita remos un ejemplo de una preparación en V con raíz.

Abertura superior del Bisel f--------------j

Ancho de la Raíz Fig - 7.2.1 En general, la raíz la definiremos como la parte de la sección del material que queda sin preparación. Existen preparaciones con raíz y sin raíz. Cuando se coloca una placa abajo de la raíz, le llama remos unión con placa de respaldo. Las placas de respaldo, también tienen aplicaciones en las soldaduras de tuberías en las que se requiere dejar en la parte interna del tubo una superficie tersa, que evite turbulencias de líquidos o gases, los cuales pro vocan fuertes desgastes que debilitan la sección del tubo, haciéndolo en ocasiones fallar. Las placas de respaldo, pueden quedar formando parte de la estructura o pueden ser eliminadas. Para el se gundo caso son de cobre.

A continuación presentamos una preparación en "V" con raíz y placa da respaldo; la -placa de respaldo se aplica en raíz ancha.

Unión con Placa de Respaldo.

Fig. 7.2.2 DIMENSIONES DE LA RAIZ PARA SOLDADURA DE ARCO MANUAL. La altura de la raíz nunca deberá ser mayor que el a n cho de la raíz, para asegurar penetración completa. El ancho dé la raíz deberá ser máximo a la mitad del diámetro del electrodo, cuando no se usa placa de res paldo, y podrá ser mayor si se usa placa de respaldo.

7.3 SIMBOLOGIA EN EL CAMPO DE LA SOLDADURA La Sociedad Americana de Soldadura (AWS), ha estableci do un sistema de símbolos que permiten identificar ple namente las operaciones de soldadura en el mismo planode fabricación, sin necesidad de anotar con palabras to tos los detalles de la unión. NECESIDAD DE LOS SIMBOLOS. Es conveniente recapacitar sobre los detalles que deter* minan una unión soldada para que quede bien establecida la utilidad de los símbolos. Los detalles más importantes que pueden ■ interpretarse'con símbolos son los siguientes: a) El tipo de preparación que se le hace al metal basey las dimensiones de cada una. de sus partes. b) En que lugar esta aplicada cada soldadura c) El acabado de la soldadura d) Longitud de cada soldadura e) Dimensiones de la sección transversal de la soldadu ra . Explicaremos cada punto para que se compruebe mejor: a) El tipo de preparación que se le hace al metal basey las dimensiones de cada una de sus partes se refie re a especificar los datos tratados en el capítulo 7.1 b) Es necesario indicar el lugar exacto de la soldadura y como regularmente una pieza tiene aplicaciones de soldadura en cualquier parte, sería inconveniente -tener que dibujar todos los datos de la pieza solo para indicar una soldadura. c) El acabado de la soldadura se refiere a como debe -quedar la superficie del cordón de soldadura. Por lo general los acabados pueden reducirse a 3 ti pos, reforzada, a ras y aligerada.

207

/V /

I Reforzada

a ras

Aligerada

F ig . 7.3.1 Sería complicado y daría lugar a confusiones si se in terpretara el acabado con dibujo en el plano. d) Longitud de cada soldadura o en ocasiones no se apli_ ca la soldadura en toda la longitud de las juntas yes necesario indicar las partes con soldadura y las par tes sin soldar. Ejémpl o : 30 cm.

100 cni.

h H * ----------------- + — ..

30 cni. i

......... híílííuíic

Fig. 7.3.2 c) Dimensiones de la sección transversal de la soldadu ra. Estas se refieren a las medidas indicadas en el' capítulo 7.1. Por ejemplo:

'Longitud de Pierna Horizontal Fig. 7.3,3

208 NORMAS PARA UTILIZAR LOS SIMBOLOS DE SOLDADURA. Partes que componen un símbolo de soldadura y ubicación de sus elementos.

AnquTo de Chaflán

Acabado . Contorno

Longitud de la sóida dura.

Luz de R a í z . I

p Longitud de Intermi tencia .

Línea de r N No. de Puntos.

F1echa Soldar en Obra Soldar todo aire dedor. ■

La colocación de estos ele mentos es independiente de la posición de la flecha y 1 a cola.

Fig. 7.3.4 Explicaremos a continuación a que se refiere cada parte señalada. »

ACABADO.- Indica como debe quedar la superficie de la -

209 soldadura quedará sin ninguna alteración.- Puede indi — car esmerilado o maquinado. CONTORNO.- Indica la forma de la superficie de la sóida dura, si es a ras será una línea, si es reforzada, el cordón quedará sobre saliendo de la superficie del m e tal y se indicará con una curva convexa. Si es aligera da la soldadura, o sea que queda 1 igeramente abajo de la superficie del metal se indicará con una curva conca va. Ejemplo:

a Ras Reforzada

Al igerada

Fig. 7.3.5 LUZ DE RAIZ.- Indica la separación que hay que dejar en tre las placas colocadas a tope. _______ __ / 3 mm./\ r.jemplo: ' ' x

Luz de Raíz.. Fig. 7^3.6 COLA.- Esta parte se utiliza para hacer anotaciones e x tras, como son el tipo de electrodo, el tipo de proce dimiento, o cualquier anotación adicional indispensable. Si no hay nada que anotar, la cola puede omitirse.

210 LONGITUD y_ LA SOLDADURA.- En ocasiones no se suelda to da la lo'.ytud de la junta, por lo tanto es necesario ~ indicar i> longitud de la parte soldada. LONGITUD ',í INTERMITENCIA.- Esta longitud esta’ligada a la anterior, o sea, cuando se suelda un tramo y otrose deja v r\ soldar a la distancia que hay entre centros de la soladura se le llama longitud de intermitencia. * ^ ,.-rÜcm„ 1Oc n> 1Ocm. 1Ocw- 30<

L= 10 cm ^Longitud de la soldadura. P= 20 cm =Longitud de la intermitencia. Fig. 7.3.7 LINEA DE ^ F E R E N C I A . - Esta linea solo se usa para colo car en el¡ó los símbolos de las soldaduras. Si el símbo lo esta eo el lado de arriba de esta línea, quiere de--' cir que le soldadura se aplicará en el lado opuesto al-_¿ que señale directamente la flecha, y si el símbolo esta' debajo de esta línea significa que la soldadura se efec tuará del lado señalado por la flecha. iLECHA.- irve para señalar el sitio de aplicación de la soldadura, puede estar en cualquier lado de la línea de referencia, y estar dirigida hacia riba o hacia aba jo sin que indique nada referente a la soldadura. Si la flecha esta' quebrada apuntando a un lado de la -junta, quiere decir que solamente ese lado tendrá prepa ración previa a la soldadura. Ejemplo:

i'givi fica

F i g. 7.3.8 SOLDAR EN OBRA.- Si en el punto de unión de la línea de referencia y'la flecha se coloca un punto grueso, quie re decir que esa soldadura debe efectuarse en la oorá,o sea en el campo o fuera del taller o fábrica. Si se omj_ te, lógicamente la soldadura se efectuará en el taller. SOLDAR TODO ALREDEDOR.- Si alrededor del de la fl ec ha y la linea de referencia se queño c i r c u l o , indicará que la soldadura se a todo lo largo de la junta por todos

punto de unión coloca un p e deberá, ard icar los laaos..

NUMERO Oí PUNTOS DE VUDADURA. - Se refiere a la canti dad d e puntos de soldadura por resistencia eléctrica — que de-K?r colocarse sobre las piezas traslapada:

212

APLICACION DE LOS SIMBOLOS DE SOLDADURA EN LA PREPARA CION Y ACABADO. A continuación presentamos una serie de ejemplos., que son los más comunes en la práctica, para la correcta aplicación de los símbolos de soldadura. Ejemplo No. 1 Efectuar la soldadura en las placas colocadas a tope, sin preparación, suelde por el lado de arriba únicamen te. Símbolo usado.

Efectuar la soldadura en placas colocadas a tope, sin preparación, suelde por ambos lados, la soldadura 'del lado de arriba debe quedar a ras Símbolo usado.

213

La soldadura deb*; Quedar:

Efectuar la soldadura en placas coladas a tope, con preparaciĂłn en "V", en la parte superior. Utilizar electrodo 7018 SĂmbolo usado. 7 V

Fig. 7.3.11.a La preparaciĂłn debe quedar

La soldadura debe quedar: Fig. 7.3.11-b

Bí*¿S

214 La soldadura debe quedar

Fig. 7.3.11.C Efectuar la soldadura en placas colocadas a tope con -preparación doble "V", en la parte inferior, debe que dar al r a s . Símbolo Usado:

Fig. 7.3.12.a Símbolo usado El metal base debe queda' A J

r V.

Fig. 7.3.12.b .a soldadura debe quedat :

JL.J \_V Fig. 7.3.12.C Efectuar soldadura en placas coladas a tope, sin prepa ración, soldar 5 cm y dejar sin soldadura 10 cm repi tiendo hasta terminar la unión, api icar sólo por el lado superior.

215

1- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - i 65 cm. b ----------- -----— ------------ -M Fig. 7.3.13.a La soldadura quedará: ^

jjOc»!

il_0cm|

< m t = m ‘ . ii i .

|1 0 ™ _ | jlOcra^

—

l ' 1 r-----------, ---------------------: ------------------

•,«

15 cni.t1 ^

Fig. 7.3.13.b La intermitencia es cada 15 cm, nótese que es la longi tud de centro a centro del cordón, y es la indicada enel símbolo. Soldar la columna (perfil H) a la placa de base, todo alrededor, la longitud de las piernas del cordón, debeser de 1 2 mm. Símbolo:

¡££&££g

jSt&'í- "

JvitìUièi

216

La soldadura quedará:

1 2 mm.

Fig. 7.3.14.b

Efectuar la soldadura en placas colocadas a tope con -preparación en una sola placa por ambos lados, con án gulo de bisel de 30°, dejar raíz con separación de 4mm. Símbolo usado.

Fig. 7.3.15.'a

217 La soldadura debe quedar:

4mm. i Fig. 7.3.15.b Efectuar la unión de la columna a la trabe en el camposoldar todo alrededor. La longitud de las piernas del cordón deberán ser de 15 mm usar electrodo 7018

Col umtia

—

^ C 7018

Fig. 7.3.16 Simbolo usado. i Efectuar soldadura de tapón en las placas traslapadas,el diámetro del agujero deberá ser de 15 mm, rellenar completamente, efectuar soldaduras cada 1 0 cm. Simbolo usado.

218

F ig . 7.3.17.a La soldadura queda:

O ;

-....... ........................................................................... i_____ L

219 CAPITULO

VII

CUESTIONARIO. 7.1 DISEÑO DE LA PREPARACION DE BORDES 1.- Mencione 3 conceptos fundamentales para diseñar lapreparación de bordes de unión 2.- Para una placa de 5 cm de espesor que se puede sol dar por ambos lados en posición plana , ¿Biselaríapor ambos lados o solo por un lado? 3.- ¿Cómo queda la preparación cuando se bisela con ar co a ire? 7.2 PARTES DE UN BISEL 1.- ¿Cuál es la raíz en un bisel? 2.- ¿Qué dimensiones debe tener la raíz? 7.3 SIMBOLOGIA EN EL CAMPO DE LA SOLDADURA. 1.- ¿Porqué es necesario aplicar los símbolos? 2.- ¿Cómo indica en el símbolo que la soldadura,debe ha cerse en el campo?

CAPITULO

Vili

TECNICAS PARA LA SOLDADURA DE METALES. En este capitulo presentamos las técnicas para la sóida dura de los metales mas usados en la industria de la -construcción y metales usados para la fabricación de ma quinaria. Para tratar cada metal con un determinado orden, se di vidirán en grupos que básicamente se clasificarán en ba se a su principal elemento de aleación. En algunos o-tros casos se clasifican en base a la forma de su fabri cación o a las propiedades mecánicas que presenten. Por lo tanto al empezar a analizar las técnicas de Sol dadura de un grupo determinado de metales, daremos unaoreve explicación de como se clasifica a ese grupo, pa ra que en ese mismo orden se analicen las técnicas de soldadura de cada elemento del mismo grupo. Empezaremos por los mas usados y trataremos de seguir en orden ascendente en cuanto a volumen de uso de cadamaterial metálico.

d.l

SOLDADURA UE ACEROS.

Los aceros son fundamentalmente una aleación de hierroy carbono y en menor grado otros elementos, entre los cuales figuran el Silicio, Manganeso, Fosforo y Azufre. Para clasificarlos se ha empezado por separar a los ace ros en dos grupos; los cuales son: A) ACEROS AL CARBON AfFRfK

B) ACEROS ALEADOS

Los aceros al carbón son aquellos que sus propiedades físicas quedan definidas en base a la cantidad de hie rro y carbono que contengan, es decir que aunque conten gan algún otro elemento de aleación, será un porcentaje tan reducido que no influye en sus propiedades físicas. Los aceros al carbón se subdividen en tres grupos, cla sificados en base al porcentaje de carbono que contenga, estos grupos son: Bajo Contenido de Carbón ACEROS AL CARBON

Mediano Contenido de Carbón Alto Contenido de Carbón

Los aceros al carbón tienen un contenido de carbono que ..ji ía de 0.05 : a 1.7% y se le llama de bajo contenido de carbón a aquellos que tienen como máximo 0.3; de con tenido de carbono aproximadamente, los de mediano conte nido de carbono son los que contienen de 0 . 3 0 1 a 0.45%de carbono y los de alto contenido de carbono son los que contienen de 0.45% hasta 1.7,¡>. A continuación presentamos una tabla que nos da una — idea de como se aplican los aceros al carbono de acuer do a el porcentaje de contenido de'carbono que contenga. Es conveniente observar en dicha tabla como al aumentar el contenido de carbono, el acero se utiliza para pie zas más duras y más quebradizas que las anteriores, l o que nos da una idea clara de como al aumentar el conte nido de carbono al hierro, este adquiere mayor dureza.

223 TABLA QIJE MUESTRA ALGUNOS EJEMPLOS DE APLICACION DE LOS ACEROS ATENDIENDO A SU CONTENIDO DE CARBONO. Contenido de carbono % Principales Apiicaciones 0 .05 0.10

REMACHES-CADENAS-CLAVOS-TUBOS SOLDADOS-LA MINAS EN CALIENTE Y EN FRIO

0.15

ESTRUCTURAS - TORNII IOS FORJADOS -

0.20 0.30

ENGRANES-ACEROS RAPIDOS-FLECHAS-ESTRUCTU RAS EJES-TUBOS ALTA TENSION-BIELAS

0.40 EJES PARA ENGRANES-RUEDAS-CIGUEÑALES 0.50

0 .60 0.70 0.80

0.90

CABLES-RUEDAS PARA LOCOMOTORAS-RIELES-RE SORTES TORNILLO^ DE AJUSTE-TROQUELES-SIERRAS-DE-SARMADORES SI ERRAS-BANDAS-YUNQUES-MARTILLOS-LLAVES-DE FENSAS CINCELES-CUCHILLAS-PUNZONES-BROCAS RESORTES-ALAMBRES ALT'. TENSION-CUCHILLAS

í ; 00

1.10 ESCARIADORES-BURILES 1.20 BURILES 1.30

HOJAS DE AFEITAR-BURILES

1.40 1.50.

PARTES SUJETAS A DESGASTE-TIENEN MUCHA DU REZA Y FRAGILIDAD 1 .50 1.70

224 8.1.1 SOLDADURA DE ACEROS DE BAJO CONTENIDO DE CARBON En general la soldabilidad de los aceros de bajo conte nido de carbón es muy buena,y puede decirse que se pue den soldar con cualquier método de soldadura, sin embar gO) hay que tener en cuenta las posibles fallas que pue den existir y las causas que las originan. Empesa remos por los aceros de muy bajo contenido de car bón, es decir aquellos que tienen como máximo 0 .1 2 ';.' de contenido de carbono. A estos aceros, es recomendable -soldarlos con velocidades relativamente bajas, ya que experimentalmente se ha demostrado que cuando se suel dan a altas velocidades sobre todo con equipos automáti eos de arco sumergido la unión queda aparentemente bien, pero cuando se somete a pruebas de radiografía es muyfrecuente encontrar porocidades. En genera! todo tipo de aceros AL CARBON,, tendrán un pe queño contenido de azufre, elemento que se agrega con el fin de darle maquinabilidad (cualidad del material de poder ser cortado o trabajado con herramienta de corte) al metal, y es precisamente el azufre el que mayores problemas causan en la soldadura. Analicemos por que : 1 punto ir-1 fusión de los aceros de ba ¡o contenido de carbón es jjrox imadamen te- de 1530°C teniendo pequeñas variaciones que dependen del contenido ¡e carbono, pues es precisamente a esta temperatura,,a la cual el azúfre se combina con el hierro, lando origen .í sulfuros de hie rro, y como los sulfuros de hierro funden a 212°C resul ta que se mantienen en estado 1 íquido, durante el tiempo en el cual el hierro se solidifica, y este liquido impi de que los cristales se unan completamente, lo cual 1 ogi camente origina grietas. Hay que tomar en cuenta que este problema se origina -cuando el acero tiene azufre en exceso. El modo más eficaz para evitar estas grietas, es aplican Jo manganeso en el revestimiento del electrodo ocasio nando que el azufre libre..en lugar de alearse con el --

225 hierro, se combina con el manganeso,dando lugar a sulfu ras de manganeso los cuales funden a la misma temperatt¿ ra del hierro, evitándo completamente el problema. ACEROS ESTRUCTURALES Centro de la clasificación de aceros al carbón de bajo> mediano contenido de carbono, se encuentran los ace ros estructurales que tienen un contenido aproximado de G.30% de carbono. Los aceros estructurales tienen una gran variedad de aplicaciones y para cada aplicación -existe un tipo de acero adecuado, por ejemplo, acero pa ra estructuras de edificios,oleoductos, tuberias, paracalderas, para tanques de almacenamiento, para puentes, para herrerías etc. Es fácil -de comprender que algunasconstrucciones con acero requieren de mayor resistenciay mayor control de calidad que otras, por ejemplo no es tan importante que el acero usado en la fabricación deuna ventana para casa habitación sea de una determianada resistencia a la tensión y esta resistencia a la ten sión no disminuya absolutamente nada de un límite esta blecido; para este tipo de faDricación es lógico que se tiene un margen relativamente amplio con respecto a su.control de calidad y en las soldaduras sólo vigilaremos que no existan agrietamientos como los que produce el azufre que en algunos casos seccionan gran parte de la.soldadura, que no existan oxidaciones excesivas y sobre todo que la soldadura este correctamente aplicada, es decir que no tenga interferencias de escoria y la fu — sión sea correcta, bien repartida y con la penetración debida; sin embargo para la construcción de cualquierade las mencionadas aparte de ¡as herrerías se requierede un estricto control de calidad del material usado ycon mayor razón de las soldaduras, ya que en estos casos los materiales son sometidos a esfuerzos cercanos a sucapacidad de resistencia' y si en alguna parte hubiera una reducción en cuanto a estas propiedades puede resul tar que en una concentración de esfuerzos el material falle (se rompa) en esa parte ocasionando los daños o pérdidas económicas que puedan imaginarse para cada ca so. Pues bien, para estos casos es necesario considerar

226 otros aspectos que pueden d a r origen a fallas en las -soldaduras. En general al aplicar un c o r d ó n de soldadura es casi -inevitable que se forme una socavación a los lados de lcordón, d e s d e luego que una buena manipulación del eléc. trodo debe hacer la socavación lo más pequeña posible,sin embargo como no se p u e d e eliminar totalmente, se —

acepta, que tenga como máximo 0.25 mm de profundidad.

P r o f u n d j d a d m á x i ma 0.25mm. fig. 8 . 1 . 1 . 1 S o c a v a d o e x a g e r a d o para m o s t r a r la p r o f un d id ad m á x i m a p e r m it id a . C om o p ued e o b s e r v a r s e , se', e s t a d a n d o l ug ar a p o s i b l e s fal la s por r e d u c c i ó n de s e c c i ó n , pues bien, para e s t a r s eg ur os de que no h abrá falla p or e s ta s c a u sa s es reco m e n d a b l e u t i l i z a r un e l e c t r o d o de cuyo d e p o s i t o de m e tal sea de ;ayor r e s i s t e n c i a qu e el metal base por ej.im pío para soidar m at e r i a l con r e s i s t e n c i a a la t ra cc ió nde 60 000 ib / p u lg a d a c u a d r a d a ( 4 2 1 8 Kg/ cm^ ) es re c o m e n d a b l e us ar un e l e c t r o d o que t enga m í n i m o una r e s ; tencia de 65 000 Ib / pu l ga d a c u a d r a d a ( 4 56 9 Kg/ c-’•1. A CE R O S AL CA RB ON DE A L T A R E S I S T E N C I A A LA T R A C C I O N . Los a c e r o s al c a r b ó n de alt a r e s i s t e n c i a a la t r a c c i ó n son a q u e l l o s que t i e n e n una r e s i s t e n c i a m í n i m a de 7 0 0 0 0 i b / m ¿ ( 4921 K g / c nr ) y son u s a d os para la f a b r i c a ci ón ut r e c i p i e n t e s que son s o m e t i d o s a e l e v a d a s p r e s i o ñas, por e je m pl o , t a nq u e s , t u b e r í a s c a l d e r a s etc. o pa-

227 -ra la fabricación de estructuras de obras públicas c o mo edificios, puentes y fabrica-;ión de barcos. Para la soldadura de estos aceros, es necesario conside rar otro factor de posible falla/que es la inclusión de hidrógeno dentro de la zona de fusión al estar aplican do ¡a soldadura. Cuando el hidrógeno penetra en la fusión y queda atra pado al estar so 1 odificando el metal, tiende a formar una delgada cap. vertical como si quisiera salir a la -superficie, extendiendose en la sección del material — constituyendo por ese motivo una de las más peligrosasfallas en las soldaduras,-'

Ojo de Pescado de Hidrógeno fig. 8 .1 .1 . 2 El espesor de la película de hidrógeno es er¡ realidad muy pequeño, dei orden de décimas de milímetro. A este tipo de falla se le denomina ordinariamente ojode pescado de hidrógeno. Experimentalmente se a compro bado que las fisuras o grietas producidas por- hidrogene^ son más frecuentes en aceros contaminados de azufre. Es posible que la grieta también aparezca en la base de la soldadura o que viìga a la superficie, como se muestraen las figuras siguientes.

\ . ( \\ '* \/ fig. 8 .1.1.3 Grieta producida por el hidrógeno al tratar de salir ala superficie.

228

\ / \

_ _____________ -------------------------- ---------

Grieta en un metal contaminado de azufre. Para evitar este tipo de fallas es necesario utilizar electrodos de bajo hidrógeno. Estos electrodos consis ten en tener el mínimo contenido de hidrógeno en su re vestimiento y con una cantidad adecuada de manganeso pa^ ra reducir los efectos del azufre; para lograr tener un mínimo de hidrógeno en estos electrodos es necesario se^ Carlos con mucho mayor cuidado y eficiencia que los — electrodos ordinarios de tal manera se extrae el hidró geno de estos electrodos que es necesario tenerlos en un horno a 250°C cuando no se usan^y se sacan del horno solo los que se consumen en una hora para evitar que -absorban humedad del medio ambiente. El electrodo de bajo hidrogeno más comunmente usado esel AWS 7018 y en general los fabricantes recomiendan -efectuar la soldadura con su arco corto, lo cual difi culta su aplicación, es más estable el arco en corrien te continua pero también puede aplicarse con corrientealterna si se tiene un potencial elevado en vacío (Apro ximadamente 75 Volts.)

229 8.2

SOLüñüURA DE ACEROS ALEADOS.

Los aceros aleados son aquellos que contienen hierro y carbono más otros elementos de aleación, y se clasificande acuerdo a el 1 o s . Clasificación SAE para Aceros. La clasificación de los aceros se hace en base a el ele mento principal de aleación, al porcentaje de contenidode dicho elemento y al porcentaje de carbono que conten ga. La designación se hace normalmente con 4 cifra;., por e je mpl o: Se tiene un acero SAE 2330 SIGNIFICADO a) SAE .- Norma b) (2) .- Que pertenece al grupo 2 de la clasificación SAE. c) (3) .- Que contiene el 3 % del ele^-nto de aU.oi • • in dicado en el grupo 2 d) (30).- Indica que contiene 30 puntos de carbono o sea 0.30% de contenido de carbono. A continuación se presenta una relación de aceros, consi_ derando el primer dígito de la izquierda (GRUPO) CLASIFICACION PARCIAL SAE-AISI PARA GRUPO 1 2

3 4 5 6

7 8

ELEMENTO

.DE

ALEACION

Carbono Níquel Níquel-Cromo Mol ibdeno Cromo Cromo-Vanadio Tungsteno . Cromo-Níquel-Mol ibdeno Silicio Manganeso

-..EROS. SÍMBOLO

Q U ,V .0

ro Ni Ni - O Mo Cr Cr-V W Cr-Ni-Mo . Si Mn.

En la tabla anterior se ha mencionado un número de grupo

230 correspondiente a uno o varios elementos de aleación y se ha necho con el fin de seguir la clasificación de Ace^ ros establecida por la Sociedad de ingenieros Automotri ces (SAE) y por el instituto Americano del Hierro y del Acero (A I S I ) o sea que ios aceros en general se identi fican de acuerdo a números que corresponden al mismo -tiempo a normas establecidas, pues bien, el primer núme ro de la serie de cuatro que son generalmente los que clasifican a un acero al carbono y tres los que ciasifr*' can a un acero inoxidable, es el que indica a que nv’ upoperteriece este acero y por la tabla rápidamente saoemoscuál es su principal elemento de aleación, información.imprescindible para poder seleccionar el material de a por te, electrodo y proceso que se debe seguir para la solda_ dura de cualquier a_ >ro. Explicaremos a continuación las características o pro piedades que le dan al acero, cada, uno de los elementos de aleación mencionadas. CARBONO.' Es el principal elemento ue aleación y se c a racteriza por la dureza, cuando un acero contiene más -del 0.3" de carbono son endurecidos si después de soldar los son egfriados rápidamente, los aceros que tienen m e nos de 1 0.3% difícilmente se endurecen al ser calentados y enfriados rápidamente. En general los aceros con mediano contenido de carbono no deberán ser enfriados rápidamente después de soldar los y 'os aceros con alto contenido de carbono ,requieren de un :-recalentamiento para ser soldados,el cuál mínimodebe ser 200°C y después de aplicada la soldadura deberá dejarse enfriar lentamente cubriendo la pieza con cal oasbesto para que el aire del medio ambiente no la enfríe bruscamente y produzca dureza en la zona soldada, ya que a medida que se endurece una pieza por el efecto del ca£ bono también pierde resistencia a la tensión y al impac to. NIQUEL.- Principalmente le da resistencia a la tensión al acero. Los aceros aleados contienen de 1 a 5% de Ní quel y los aceros inoxidables lo contienen hasta 20%. — Los aceros que contienen del 25% al 35?¿ de contenido del

níquel son los llamados a o ^ o s al níquel que se caracte rizan principalmente por ser antimagnéticos (o sea que no son atraídos por himánes). A medida que se disminuyeel contenido de níquel en e) acero, este va recobrando su magnetismo, los aceros inoxidables firriticos son los que contienen 18% de níquel aproximadamente y son por lo tanto poco magnéticos. CROMO.- Su principal función es darle resistencia a la corrosión al acero para lo cual es necesario aplicar mínimo 11% de cromo. Es el elemento de aleación fundamen tal en los aceros inoxidables los cuales contienen del 11% al 30%. En menor importancia, también le da dureza y resistencia tanto a la corrosión como a la tensión a elevadas temperaturas. MOLIBDENO.- Este elemento se agrega con dos fines funda mentales.- El primero es en los aceros de mediano carbo no y se agrega para darle dureza aunque reduce un poco la resistencia a la tensión a la temperatura ambiente -le da dureza y aumenta su resistencia a la tensión a ele_ vadas temperaturas (400°C Aproximadamente). El segundo es cuando se agrega en los aceros inoxidables con el fin de evitar los endurecimientos locales, los cuales son -quebradizos y fácilmente atacados por los elementos co rrosivos. VANADIO.- Es un elemento que fundamentalmente purifica a el acero ,cuando esta' en procesos de tratamientos térmi eos, evitando al mismo tiempo endurecimientos locales, también le da resistencia a la fatiga. TUNGSTENO.- Se usa principalmente en los aceros para he rramientas ya que proporciona dureza y la sostiene a tem peraturas elevadas. Si se agrega del 15 al 20% le da a el acero la resisten cia mecánica al rojo o sea resistencia a las más eleva das temperaturas (800°C por ejemplo) que es la temperatu ^a a la cual trabajan algunasv herramientas.

TITANIu.- El titanio es un elemento que pertenece al gru po dei zirconio. Es jíi elemento de aleación con una pro yección ilimitada, puesto que aleado con el acero reduce considerablemente el peso para una misma cantidau de es fuerza. También le da Alta resistencia a la corrosión etf cualquier medio ambiente. En soldadura de aceros inoxida_ bles se usa también como estabilizador. Las aleaciones de acero y titanio, por las características antes mencio_ nadas son ampliamente utilizadas tanto en 1 a. construc--ción de naves aereas y espaciales, y se prevee una utili^ zación inmediata en el ambiente industrial. MANGANESO,- En los aceros de mediano y bajo contenido de carbono contaminados de Azufre evita la combinación delAzufre con el hierro o sea Su1 furos de Hierro, que son muy duros y quebradizos, en las soldaduras generaImentefo mían grietas. ELEMENTOS DE ALEACION DE MENOR IMPORTANCIA. A continuación se presentan algunos elementos de alea ción quesse aplican para casos especiales. ALUMINIO.- En los procesos de fundición de acero se uti liza ¡jara desoxidar, ayuda a que el material sea más ho mogéneo en cuanto a propiedades mecánicas. COBALTO.- Se agrega a los aceros para herramientas que trabajan a elevadas temperaturas o sea le da resistencia al rojo. COLUMBIO.- Proporciona dos cualidades fundamentales, una de ellas es darle resistencia al acero a elevadas tempe raturas y la otra es en aceros inoxidables en los cuales actúa con estabilizador, esto quiere decir que evita laformación de carbonos de cromo, que son muy duros,y que bradizos y por lo tanto le restan resistencia mecanica a el acero inoxidable. Los elementos que se mencionan a continuación son llama dos impurezas, por ser los que mayores problemas causan -

2 1■ ?

di soldar. OXIGENO.- Es fundamentalmente formador de oxidos, impureL zas que son indeseables en la soldadura. Los óxidos cons tituyen uno de los principales problemas del soldador yha sido necesario desarrollar técnicas especiales para la eliminación de óxidos que en algunos casos impiden — llevar a cabo la soldadura, o si no es limpiado perfecta mente el metal ,da origen a porosidades grietas y mala -apariencia. El oxigeno es muy usado en fundición sobre todo para fundir con mayor rapidez el acero ó para que mar el carbono que se quiera eliminar, pero en general como elemento de aleación debilita en una proporción muy considerable al acero. AZUFRE.- El azufre es un elemento que se encuentra en -todos los aceros en mayor o menor grado y tiene la cual i dad de hacerlo más maquinable, pero constituye uno de los elementos que mayores problemas ofrecen en la solda dura (sobre todo en aceros estructurales). Cuando el ace ro contiene más del 0.08,í de Azufre tiende a formar crie tas, para evitar ésto es necesario aplicar la soldaduracon electrodos de bajo hidrógeno y con manganeso. FOSFORO.- Al igual que el azufre se le considera como -una impureza y se trata de eliminar al máximo sobre todo en los aceros de alta dureza, en general aumenta la fra gilidad del acero. SILICIO.- Le proporciona un poco de dureza a los aceros, tiene aplicaciones en fundición, pero en soldadura es -considerado como una impureza . Una vez analizada la influencia de los elementos de alea ción en los aceros nos será más fácil comprender el m é todo que se recomienda para soldar a cada uno. METODOS PARA SOLDADURA DE METALES. 1.- SOLDADURA DE ACEROS CON ALTO CONTENIDO DE CARBON. Los aceros con alto contenido de carbono son en general-

¿34 piezas de máquinas o partes cié herramientas sometidas a fricción o desgaste porque en general este tipo de acero cuenta con la cualidad de resistir aceptablemente a ese tipo de trabajo. Las técnicas para soldar estos aceros^- *se reducen por lo tanto a dos tipos de aplicación, unade ellas es reparar piezas rotas y la otra en aplicar recubrimientos a partes desgastadas. * En general se recomienda el precalentamiento por lo m e nos a 200°C en piezas p e q u e ñ a s y a 300°C en piezas gran des y un enfriamiento lento, para lo cual es necesario cubrir la pieza después de soldarla con asbesto cf con cal. Explicaremos brevemente porque son necesarios Iospasos anteriores: los aceros con alto contenido., son suceptibles a endurecerse cuando son calentados, ya que alas temperaturas próximas a la de fusión el carbono -tiende a formar carburos de hierro que son excesivamen te duros y quebradizos, pero si el material se deja e n friar lentamente, se da el tiempo necesario para que el carbono se se pa r e del hierr o y vuelva a su estado origi n a l , si en caso contrario se enfría rápidamente, los carburos quedarán .permanentemente. También como ya se explicó anteriormente, los aceros con alto contenido de carbono son duros y tienen carbón mezclado en forma de grafito, esto les resta maleabilidad y ductibilidady sobre todo cuando se calienta localmente, desde luego se dilata también localmente, pero como es poco ddctily maleable, las zonas adyacentes a la parte que se esta dilatando no se estiran para dar lugar a la expansiónlocal, sino que permanecen rígidos, dando origen a grie tas, sin embargo si se precallenta la pieza, se reducesu rigidéz y se da lugar a que se deforme plásticamente de tal manera que absorba las variaciones de volumen de la parte calculada sin agrietarse. Jna vez analizado lo anterior,es fácil comprender que cuanto menor sea el calor aplicado en la soldadura, se rá menor la dilatación y por lo tanto se reducirán con siderablemente las posibilidades de agrietamientos, pues bien, es en estos casos cuando se aplican con mayor -frecuencia los materiales de aportación que funden a --

235 La.-> más bajas temu-r aturas o sea son aleaciones llama — das Eutécticas. Con éste tipo de aleaciones es posible en algunos casos no tundir el metal base para sol darlo,si no que única — mente se calienta a su temperatura de ligazón (aproxima damente 2/3 de la temperatura de fusión del material) y es el metal de aporte el que si funde y se liga per fectamente con el metal base. Para aplicaciones con axi-aceti'¡eno se tienen una granvariedad de aleaciones que tienen las características mencionadas, las cuales están hechas a base de cobre, zinc, estaño y en menor cantidad plata, estas aplicacio nes son muy frecuentes sobre todo para la reparación -de engranes flechas y en general piezas de máquinas su jetas a esfuerzos de tensión, cuando se requieren super fie íes con alta resistencia al desgaste, se agregan m a teriales de aporte con cromo, o sea aleaciones de cobre (bronce o latón) .on cromo y cuando se requieren soldar partes muy juntas como placas traslapadas o partes ro tas sin preparación, las varillas de aleación de Cobrey Plata dan resultados excelentes en casi todo tipo de aceros con alto contenido de carbón. Los electrodos para soldadura por arco eléctrico de -Aceros de alto cor reñido de carbono pueden ser los m i s mos que se usan para hierros dulces o de bajo contenido de carbono, o s e a , -se trata de lograr un depósito con la .menor cantidad de carbono posible (generalmente m e nor a 0 .1 %) con el fin de que la zona de unión tenga la suficiente elasticidad para absorber los esfuerzos de dilatación y contracción y evitar de ese modo las raja duras, sin embargo es necesario hacer hincapié en el pre calentamiento que es indispensable. Cuando se aplican electrodos de fierro dulce con bajo contenido de carbo no es necesario precalfentar mínimo a 300°C el metal ba se y dejar que se enfríe lo más lentamente posible. Tam bien es necesario considerar que no se pueden obtener soldaduras con buena penetración por la dificultad que-, ofrece el carbón grafitado en el metal base, el cual im pide la penetración, por lo tanto es necesario aplicar-

236 cordones con la mínima penetrador:. Además de lo ante rior, hay que considerar que el fierro dulce tiene m e nor resistencia al desgaste y alta tensión que el acero alto carbono y entonces la zona soldada tendrá menor re_ sistenoia que el metal base, pero en general se cuentacon una soldadura aceptable. Cuando los electrodos de fierro dulce no dan los resultados satisfactorios, es necesario entonces aplicar electrodos de bajo hidróge no, en este caso, el metal base no requiere de precalen^ tamiento, ya que estos electrodos también tienen un mí- ¿ nimo contenido de carbono. Si aún se exige mayor cal i — dad en la zona soldada en cuanto a resistencia al des gaste. corrosión y tensión, también pueden aplicarse -electrodos de acero inoxidable, pero en este caso si es' necesario precalentar si es posible, hasta 300°6 el m e n tal base. SOLDADURA DE ACEROS AL CROMO MOLIBOENQ. Anal izáremos en este caso los aceros al cromo Mol¡Ddeno usados en *!a construcción de tanques y recipientes queson sometidos a elevadas presiones (por ejemplo'ci 1 ín— dros de oxígeno del equipo oxiaceti 1 énico). 0 sea se -usan para piezas que son sometidas a elevados esfuerzos de tensión. Generalmente se fabrican en forma de plan chas o :S.riinas y su resistencia a la tensión es u roximadaü.-.-nr.e de 100000 Ibs/in^ (7042 Kg/cm2) o sea 40 000lbs/nr :',ds que la resistencia de .los aceros dulces loscuales tienen 60000 Ib/in^ de resistencia a la tensión(4225 Kg/crrr). Los principales problemas que presentan este tipo de ace ros para su soldadura es precisamente su elevada resis tencia a la tensión la cual no debe reducirse en la zo na soldada, para lograr ésto es necesario seleccionar tn eléctrodo con mejores propiedades que el metal base detal manera que cualquier cambio de propiedades mecánicas producido por los cambios de temperatura sea compensado por las mejores propiedades del material depositado. in c

a ro rn c

rrn m n

m nl i KHonn

+- -í o n ^ n

n v>r\r\ -i & A ^ A

A a

-mentar o disminuir su dureza con los tratamientos tér micos (cuando se calientan a una determinada temperatu ra y se enfria rápidamente se endurece y vuelve a su es tado original cuando se calienta y se enfría lentamente) y como en la soldadura estamos aplicando un calentamieii to local, es posible que,queden zonas adyacentes a la soldadura con mayor dureza que la demás continuidad del material añadiendo a, esio que en la soldadura de placas se producen esfuerzos internos por los fenómenos de dila_ tación y contracción, los cuales si se dejan, se sumana los esfuerzos a los que trabaja la pieza y lógicamente reducen su capacidad de trabajo. Por los m o t i v o s expuestos anteriormente es necesario so meter a las piezas fabricadas con aceros al cromo mol ib deno con aplicaciones de soldadura a un procedimientopara e l i m i n a r los esfuerzos internos y los posibles e n durecimientos . Este pro ces o consiste en calentar la -pieza en u;. n o m o a una speratura de :;00°C a 400°!' aproximadamente y pos t e r -'o finente dejarla enfriar lenta mente. Los electrodos comunmente usados para soldar aceros alCromo-molibdeno son los AwS 10013. En genera! este tipo de -ros pueden soldarse con o a l quier proceso de arco e ^ V t r i c o y con llama oxiacetilénica. Cuando se suelda con arco eléctrico utilizando el elec trodo AWS 10013 es recomer¡dable utilizai' C.C. con pola ridad invertida. En la fabricación de tanques da muy buen resultado la soldadura con arco sumergido. Recomendaciones generales que son convenientes conciderar para la soldadura con electros de arco manual de ace ros al cromo-mol ibdeno. Io Limpieza del área de soldar de escamas grasa y sucie_

¿38 Cuando se suelden placas gruesas viselar dejando unángulo interior de 60° mínimo. 3 o Hacer los cordones on hileras o sea el charco de fu sión lo más angosto posible. 4 o Mantener un arco corto. 8.2.3 SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES. Los aceros inoxidables se clasifican básicamente de — acuerdo al.tipo de su estructura granular, son tres ti- x pos, Austeníticos, Ferriticos y Martensíticos, los c u a les describiremos brevemente a continuación. Austeníticos.- Indica una distribución uniforme del gra n o c o n t i e n e poco carbono uniformemente disueito, es -dúctil y maleable. Ferrítico.- Indica una estructura cristalina que cambia con la temperatura, tiende a ser frágil. S M a r t e n s í t i c o S e caracteriza por su alto contenido de carbono y su facilidad oara endurecerse con tratamiento térmico, es formador de carburos. A continuación se prese-'a ¡a clasificación de aceros inoxidables según la Scviedad Americana del Hierro y del acero (AI31). clasifican cíe acuerv.e a tres cifras. En este caso -nos referimos sólo a 1 ?. primera, ya que el dato que nos proporciona, es suficie-te para poder seleccionar co— erectamente el proceso .-.decuado para soldarlo. Se

239 CLASIFICACION AISI PARA AC E::0S INOXIDABLES.

ELEMENTOS CE ALEACION i CARACTERISTICAS PRINCI PALES Y TIPO DE APLICA PRINCIPALES ) CION

SERIE

20.

' Cromo-Micuel-Manganeso .■ •

i .300

Austeniticos, No se e n durecen con tratamiento térmico, son los más -usados. ' ■„.Ferri ticos Mertensíticos

Cromo-Niquel

\ :

400

Austenítico, No se endu_ i I1 rece con tratamiento -térmico, es muy poco — usado

Cromo

500 - ^ Cromo-Mol iudeno ii i.

...

Martensiticós, Si se en durecen, Son usados en-¡ la industria netroquími i ca. -------- ----------.1

A continuación presentamos los *.ipos de acero inoxida ble más usados en la industria / sus respectivos conte n í a s de elementos de aleación.

240 ELEMENTOS Dt ALEACION EN

TIPO

CROMO

NIQUEL

CARBON

MANGANESO

SILICIO

202

0.15

8.00

1.00

304

0.03

2.00

i, 00

0.03

2,00

1.00

0.01

2.00

0.08

2 .0 0 .

308 *308 ELC 19 .

347 316

0.08

2.00

309

0.20

2 ,Gu

310 .

0.25

■ 2.00

410

u. 1 2

1 .00

430

1,6

0 .12

11 ,-nn \JW

*502

0,50

ii.U.Ü An ,

* ELC

.jt*

\ Significa Extra bajo carbón

- El 502 con tiene adema s vj.o0 !c de contenido de mol ibe; no. Como puede verse en las tablas anteriores básicamente existen tres tipos de acero inoxidable en cuanto a vj~ estructura granular, los cuales son Austeníticos Ferrí ticos y Martensíticos. El grupo de los 200 y los 300, todos son Austeníticos, en el grupo de los 400 existeuna división, este grupo tiene aceros inoxidables Ferrí ticos y Martensíticos y hemos puesto un ejemplo de ca da uno, o sea, el 410 es Martensítico y el 430 es ---Ferrítico, la serie de los 500 son Martensíticos. Explicaremos que características tiene cada uno de ellos ACEROS INOXIDABLES AUSTENITICOS. Son poco magnéticos, sobre todo los que tienen mayor --

241

contenido de Níquel, por ejemplo el tipo 310 el cuál tie ne 20% de Níquel es casi antimagnético. No se endurecer; con tratamientos térmicos. En el rango de temperatura comprendiendo entre 400 y -800°C se origina la precipitación de carburos que consis ten en la aleación del Cromo con el Carbono para formar" carburos de cromo (fenómeno llamado de corrosión intercristalina). Los carburos de cromo son duros y quebradi zos además de ser fácilmente atacados por los elementos corrosivos. Dentro de este tipo de aceros inoxidables se encuentrael más usado en la industria el cuál es ei tipo 304 — ( 18« de Cr y Ni ) llamado usualmente el 18-8. En general los aceros Inoxidables Austeníticos son fáci_ l¿s de soldar. ¿ütkOS INOXIDABLES FERRÍTICOS. Los Aceros Inoxidables Ferríticos. si son magnéticos, pO£ que el contenido de Níquel en su aleación casi es des-preciable y como ya hemos analizado anteriormente, es el níquel el que le resta magnetismo al acero. Ln la tabla anterior solo hemos puesto un ejemplo de ti po de acero Fer«-ítico o sea el 410. No endurecen con el tratamiento térmico y se caracteri zan por ser dúctiles y maleables . Al igual que los aus teníticos, esta propenso a las corrosiones intercristali na. Para su soldadura, se recomienda utilizar electro-dos de Acero inoxidable ai cromo níquel. ACEROS INOXIDABLES MARTEENSITICOS. Los aceros inoxidables Martensíticos son magnéticos, -por la misma razón expuesta para los aceros Inoxidables Ferríticos, de los tres tipos,es el único que se endure

24? ce coi: el tratamiento térmico, hs usual que para maqui narlos se les de su tratamiento de recocido y uespués de maquinarlos se le da otro tratamiento térmico para darle mayor dureza y tenacidad.

El ;:«.cho de que responda al tratamiento térmico es de biuo a su contenido de carbono,el cual en algunos casos llega a ser hasta de 1 .00 %. La principal característica que tiene este acero es su alta resistencia a la corrosión provocada por los áci dos a elevadas temperaturas, o sea, tiene la llamada re sistencia al rojo, característica que le da e¡ n.olibdeno. En general son Guros y quebradizos cuando en operacio— nes de soldadura se forman grietas, es recomendable tra^ tari o térmicamente (proceso de recocido). Ranuos de contenido de carbono, cromo y níquel de los -Aceros Inoxidables. Acero Inoxidable

Carbono

Cromo

\ Austen.íticos

0.03-0.25

16-26

Ke^riticos

0.08-0.i4

14-18

0.15-1.00

11-13

irt en sí ti eos

.jel

ür-j vez analizada la. clasificación de Aceros Inoxida- d k s , sus características y propiedades, nos ,erá más fácil entender las técnicas recomendables a continua — ción: SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES AUSTEMITICOS. Para la soldadura de los aceros inoxidables austeníti — cos.se tiene como principal problema la corrosión inten_ cristalina, o sea la formación de carburos de cromo. La forma clásica de identificar loc carburos de cromo e s ■por el color azulado que aparece en la zona adyacente a la soldadura.

243

)i se torna i,:ulado indica Carburos de Cromo. / /

m se produce ■r. la La corro ■ .id:Jra . zona ady: • i',;e a la sol ’ F’ ig. 8 .2 .3.1.1 La corre>sion intercristalina solo es posible en el ran go de temperatura de 400°C a 800PC ya que es la condi-ción más favorable para que el carbono forme con el ero mo los (:arburos de. cromo. A este rango de tempe ratura se le 1 lama temperati.'* a de sensi t u racìon, y es p ref>isámente en las zonas a d , •-■ ¡- tes al cjrdón de so dáuura. en donde es,más pos que se iastenga està temperatura y por lo tanto m cid Spropenseì a sufrir la corrosión. La forn:-, -:<e evitar ì corrosión im. ->~cristai ina eri damei.t. • ;te con la . ¡ icación de electrodos que ¿par te de v.-’ ■-er un conte 1 de cromo y níquel igual ... ia —yor al .ruteni do en •. •tal base. ".enna muy bajo '■ :";te nido cru arbori (ex t r i :aio carbono ..ara lograr ■ en la z or - -.- la 'solda o ■ - ; este la ■-x cantidad - c a r bo no 1 ■ , para for •■-’ carburos iJemas contener elemen tos -, tenga, may/' r r ini dad o 4acri idad de a ¡ea rseco n 6 i ;>ono durari’ o tempera tu '-i de sensi t ). .■ o ny des-piu de està ter pt'-atura dejar o 1 ibre, evitane L.asi la corrosión. A estos elementos se Tes 1 1 ama í t a b i 1 iz ado res y los má $• usados son: □ ementos Estábil i¿adores. Columbio Ti tan io Mol ibdeno L6 5 íO

Bario Zirconio. A el tipo de electrodos con bajo contenido de carbono y elementos estabilizados se les llama: Electrodos Ex tra bajo, Carbono Estabilizados y puede decirse oue, si se aplican correctamente, queda descartada la posibili dad de la corrosión. En general los aceros Inoxidables tienen muy ba.:a c on ductividad térmica lo que trae cor.sigo el p r o b a r a de la distorsión sobre todo en láminas, se abolsa en la zo na.que.se calienta porque la temperatura no se j¡fundeuniformemente sino que tiende a concentrarse al rededorde la zona de fusión, es por esto que se recomienda sol_ dar a las más bajas temperaturas posibles y a la mayorvelocidad, con lo cual aparte de loqrar reducir les d e forma cior.es, también evitamos su calentamiento en zonas cercanas a la zona ae fusión, que llegan a estar entrela temperatura de sensitización í 4'Q°C-800°C) y forman c o r r o s a l e s . Para reuucir esa p o s :::■il idad es con.-•-•n¡en te é'nfridr rápidamente -la pieza después de sol d a c a , el enfrianento puede hacerse con agua o colocando 1 .as pie zas a vjldar sobre placas de cobre, de tal forma que el cobre a»sorba el calor rápidamenr.e Desde :uego que la forma más práctica; es ir c o r r ;-:¡do sonre 1 cordón una estopa empapada''ie agua, poco :•••:, - pues i. -¡aber api icaco la soldadura:. En qer. • :•! los acero , inoxidables ;-eden soldars-/ cualq- -f proceso, siendo los más ••ecomendables ara lá minas 'Igadas (espesor menor a t y tuberías de regul i- espesor, el proceso TIG (t :suqsteno cor. jas — inerte} en menor grado el oxi-acetileno, sobre todo en los procesos a bajas temperaturas, en los cuales se efectúa ía unión por adherencia y se aplican varillas de a p o r t a d q u e básicamente contienen plata. Los tipos de acero inoxidable 304, 308 y 347 son muy -usados en la fabricación de equipos y accesorios emplea^ dos en la industria alimenticia y se pueden soldar con aleaciones a base de plata a las más bajas temperaturas

24 5 (menores a los 600°C) con el soplete oxiacetilénico, -por precaución, para evitar la absorción de carbono de la flama se recomienda balancear la flama o procurar dejarla en muy poco grado oxidante. También debe tener se cuidado en que las varillas de aportación no contengan elementos tóxicos tales como plomo Zinc Antimonio y cadmio, para todas las aplicaciones con oxiacetileno es necesaria la aplicación de fundentes para disolver la capa de oxido de cromo que se forma en la superficie de todo acero inoxidable. Esta capa de oxido de cromo tiene la particularidad d e no fundirse o la temperatura de fusión del acero, en -realidad es un material refractario que si no se elimi na impide la unión. El fundente tiene la función de d i solverlo y la nueva aleación si se funde a bajas tempe raturas y lo que queda del oxido se mezcla con la capa de fundente sobre la superficie, posteriormente se eli mina esta capa de residuo de fundente (para quitarla -con mayor facilidad,es recomendable hecharle agua ca — i K-nte). Para las soldaduras con e l ’proceso TIG no es necesarioj.iicar fundentes, ya que la capa de óxido es eliminada í.or la elevada frecuencia que se aplica iniciar el i-'co y posteriormente, una vez rota la cata ’ de oxido en •:i inicio, la soldadura se continúa a baja S e c u e n c i a ■ ¡entras no interrumpa el arco, y el - -do de cromo,..eda t o t a l m e - ' e l i m i n a d o gas inerte- jsado para soldaduras en ac->o inoxidable ‘ ■ ■ Lie ser siempre arg ó n . Para la soldó con arco eléctrico manual es conve— tríente aplicarlos en linea recta y a la mayor velocidad posible. Por1 lo general los electrodos de acero inoxida ble se aplican a bajas temperaturas o sea se aplican a bajos Amperajes,por ejemplo para electrodo de 3.2 mm. de diámetro de núcleo - es recomendable aplicar máximo 100 Ampe rs. Los electrodos para aceros inoxidables Austeniticos se recomienda aplicarlos con generador de corriente conti nua con polaridad invertida. Para obtener resultados --

óptimos en calidad y resistencia a la corrosión es reco mendable aplicar electrodos con la máxima aleac > , o sea con 20% Ni, ?5 Cr, pero en los casos en los cuales resulte' ant i-económico» lo menos c,ue se puede hacer es aplicar un electrodo que tenga el nismo análisis quími co que el metal base, para lograr esto, existe una granvariedad de electrodosque se ajustan a cada tipo de ace ro .inoxidable. Para el acero inoxidable más empleado en la ind •.: ria (18-ci) tipo 304 se emplea un electrodo con aprox’ ■irada mente 20" Cr y 10, Ni, y además de extra bajo contenido de carbono, (contiene máximo 0.035'.), con elementos e s tabilizadores, para obtener resultados óptimos er cali dad y sobre todo la completa seguridad de que no se pro ducen carburos de cromo, lógicamente es uno de los elec trodos de acero inoxidable más costoso y sólo es reco mendable aplicarlos en zonas donde la corrosión ¡s nuyfuert- ' industria ••'■’ rica). Para -i:*1 icaciones er- ;’ l mis mo ai ■^ en donde 1 : corrosión no es muy severa , puede usarse- electrodos cor, ¿0% Cr, 10. ir! y con 0.0o . ce car bono. SOL j

DE ACEROS V OXIDABLES. FL-H.TICOS.

Los c. •••.•-es i n o x i d a t ' e s f e r r í t i c o s son más di fíe •: ;es d e soída •• ; ¿e los acer. i n o x id abl e« ■;*• rn n í t i c o s . •• ;doa quv >-. té' tipo de -.cero tie n d e i s ,-r quebrad i c o n c • t r a t a m i e n t o tírm.icp, las óil idadas - se

forme v.ébradizo afrontan si se sostiene por ¡ . --tiempo entre una temperatura de G0C"C a 700°C.. necho de que se haga quebradizo no se cebe fundamenta , ,rte a la :ación de carburos lo que ocurre es una ■ ■ . ansión de grv.üO, o sea no se endurece al mismo tiempo qué se hace quebradizo. Esto constituye uno de los problemas fundamentales en la soldadura de aceros inoxidables T e rríficos y una de las formas más prácticas de evitar es_ ta fragilidad en la zona soldada, p s enfriar rápidamen te la pieza^ de tai manera que se pase rápidamente la — temperatura entre 6 0 0 JC y 700°C y no dar tiempo ai cre cimiento del grano. Cuando ya se efectúo una soldaduray la pieza se hizo frágil, se pueda tratar térmicamente

para reducir un poco Ta fragilidad, el tratamiento con siste en calentar la pieza a 1100°C durante un regularperiodo de te iuipo y posteriormente enfriarla rápidamen te en agua, si la pieza es pequeña o con aire , si es muy grande, hasta bajar su temperatura a 40C°C o menos. Este tratamiento no asegura la completa eliminación de la fragi 1 idad¿ pero si tiende a reducirla. Los aceros inoxidables Ferríticos son también llamadosaceros inoxidables de Cromo y como puede verse en las tablas expuestas anteriormente no contienen níquel, por lo tanto, los electrodos para soldarlos no contienen ní quel. (en realidad contienen tanto los aceros Inoxida bles ferríticos como 1 os 'eiectrodos, un pequeño porcenta je de níquel, aproximadamente 0 .6 %). El acero inoxidable ferrítico más usado es el tipo 410y los electrodos -usados para soldarlo deben tener su contenido aproximado de croiuo del 14 1 y un máximo de -contenido.dc- carbono de 0 .08r/,, con lo cual basta para eliminar la posibilidad de formación de carburos, o sea ■ o requiere estábilizadores. Para disminuir la fragilidad y darle mayor calidad a la soldadura, se pueden aplicar electrodos con contenido de cromo Mí que! (20% CR, lo.. Ni aproximadamente). SOLDADURA DL LOS ACEROS INOXIDABLES MART l NSITICOS. Este tipo de deero inoxidable presenta -.a’ s problemas pa ra soldarlo que los anteriores, debido fundamentalmente a su contenido de carbono el cual le da la propiedad de endurecerse con el tratamiento térmico. Al soldar un -acero inoxidable martensítico es casi inevitable que se haga duro y frágil en mayor o menor grado, de acuerdo a la técnica que se siga para soldarlo, también puede re ducirse o eliminarse en gran parte, si de acuerdo al ta maño de la pieza, se le puede hacer un tratamiento tér mico de recocido, el cual consiste en elevar la tempera_ tura de la pieza hasta 800°C, dejarla enfriar lentamen te hasta 600°C y posteriormente puede enfriarse rápida mente . El tipo de acero inoxidable martensítico más usado es -

el 502 y s. '.'racterística principal es su contenido de molibdeno t -.jal le da máxima resistencia a elevadas temperatura\ hasta 1300°C). Por lo tanto los electro dos usados soldarlo tienen una buena cantidad de molibdeno . Yí) que casi es el doble del contenido en el tipo 50¿ '..5%) y con un contenido de cromo un pocomás elevadc -.,e el del metal base.

249 8.3 SOLDADURA DE ALUMINIO Y OTROS METALES BLANCOS 8.3.1 SOLDADURA DEL ALUMINIO. La soldadura del aluminio es relativamente fácil, solohay que tener especial cuidado en identificar claramen_ te el tipo de aluminio que se va a soldar y seguir su procedimiento correcto, teniendo especial cuidado en su punto de fusión y en la capa de oxido de aluminio que se forma en su superficie. Las propiedades generales del aluminio son la?, siguien tes : Peso específico

2.7 Kg/ dm3

Punto de Fusión

658°C.

Resistencia a la tensión 28000 Lb/m 2

(1971 Kg/crn^).

Según la sociedad del aluminio, se clasifican de acuer^ do al siguiente sistema: Son cuatro números dígitos de los cuales el primero in dica el grupo. Para el primer grupo (aluminio puro) so lo se indica con las dos últimas cifras el grado de pu reza y para los demás grupos los últimos dos dígitos in_ dican el contenido del elemento de aleación, el segundo sólo indica especificaciones adicionales. CALCIFICACION DE ALUMINIOS SEGUN LA SOCIEDAD DLL ALUMI NIO. C1asi ficación 1000

¿000 3000 4000 5000 6000 7000

Al eaciones

99.1 m i a AL. cobre manganeso

Características

es el más usado llamado duraluminio Alta resistencia usado para estruc turas . Son usados para pie silicio zas fundidas comomagnesio magnesio-sil icio adornos, moldúras ete . zi nc

250 El problema general para la soldadura del alurinio es la capa de oxido de aluminio que se forma en s j superfj cié, la cual funde a 2000°C y la única manera de elimi narla es aplicando fundentes que disuelven el oxido y lo sacan a la superficie durante la soldadura, esto es en el caso de soldarlos con oxiacetileno, para la sold^a dura con arco eléctrico, los electrodos están revesti dos con un fundente que cumple la función anterior. — Cuando se aplica el proceso T.I.G. no se requiere de -fundente porque la acción de la elevada frecuencia al iniciar el arco elimina el oxido y permite continuar la soldadura a la frecuencia ordinaria sin que el oxido -sea un problema. Otro problema general es la temperatura de fusión.- El aluminio tiene la característica de no cambiar su color 3 l aumentar su temperatura y como tiene alta conductivi dad calorífica, se caliente casi uniformemente toda lapieza y cuando llega a la temperatura de fusión se de forma completamente, este problema se presenta fundamen talmente en el proceso oxi-acetilénico que es el que -más difunde temperatura. En algunos casos el fundente ayuda a determinar el punto próximo al de fusión a par tir del -cual debemos concentrar la flama en la zona de unión y aplicar rápidamente la soldadura antes de que se sobreca ‘1 iente, la forma en la que el fundente indica la temperatura es la siguiente: la tem.;«.-ratura próxi>aa la fusión o de ligazón del material de aporte será -cuando el fundente licúa, ya que en general es sólido o en forma de ;)asta (1 icúa-cuando se hace líquido). Para el caso de soldadura con arco eléctrico no se pre senta el problema anterior porque la temperatura es ins_ tantánea y concentrada, lo que puede pasar en algunos casos por mala manipulación del electrodo o por excesode amperaje es que se perfore la pieza. Analizaremos ahora la soldadura del aluminio atendiendo a su grupo de clasificación: ^ Clasificación 1000.- Este tipo de aluminios se dividenen dos grupos fundamentales, los de alta pureza y el co mercial puro, es el más usado en la industria de la - -

251 ;or.strucción (venianería, fachadas, muebles etc.) por la cualidad que tiene de poder ser anodizado, proceso que consiste en aplicar una capa de oxido, con algún co lorante o sin él, que lo p r o t e g e d l e da un acabado muyagradable y de color bien definido y perdurable, ya que el colorante queda mezclado con el oxido de aluminio,-el cual es transparente. Este tipo de.aluminio puede ser soldado con el procesode arco eléctrico manual, Tin, MIG., y con oxiacetileño. Ciando se trata de piezas pequeñas o delgadas es conve niente el oxiacetileno para lo cual existen aleacionesque funden a muy baja temperatura y soldán por adheren cia (a 550°C) sobre todo en piezas traslapadas o en T. Hay que tener en cuenta que para la soldadura de alumi nios puros, tenemos que aplicar aluminios también puros, sobre todo que no contengan Silicio, y s,i tienen Sili cio, el anodizado queda con manchas negras. Cuando se trata -Je piezas cor: espesores mayores a 3.2mm piezas grandes de fundición, resulta más práctico utili_ zar los métodos de TIG,MIG o Arco manual, sobre todo -por la rapidez con que se efectúa la soldadura, ya quesi se usara el so;:lete oxiace* ilénico, tarda: ;a mucho tiempo en calentarse por la disipación del calor. Para reparar piezas fundidas ta el fondo de la grieta.

conveniente

t ^ r a r has

Clasificación Este gr-.po es el de lo.., .Jaral iminios y son los ás difíciles de soldar, sobre todo conoxiacetileno o con arco eléctrico metálico. Es recomendable soldarlos con el proceso TIÜ., emplean do material de aporte igual al metal base sin el empleo de fundente. Clasificación 3000.- Para este tipo de aluminios es re comendable utilizar el proceso TIG. , y arco metálico er. menor grado también se pueden soldar con oxiacetileno. La principal característica de este aluminio es su alta

252

? 2 resistencia a la tensión (28000 16/m , 1971 Kg/cm ), -por lo tanto debemos vigilar que el material de aportetenga la misma resistencia, o sea en general debe ser de la misma aleación que el metal base. Las aleaciones de aluminio con magnesio silicio y zinc, son en general muy difíciles de soldar y en algunos ca sos insoldables. Empleando aleaciones de zinc a bajas temperaturas, es posible lograr uniones pero de regularcalidad que técnicamente no son controladas. Pasos que se recomienda seguir para la soldadura de — Alumi n i o . El aluminio laminado que identificamos rápidamente por la forma que tiene y por el acabado, generalmente son láminas o perfiles de caras pulidas. 1£ Se recomienda limpiar la zona de unión con tetradoru_ r’ o de carbono. ¿ 2- Para-^proceso con oxiacetileno debe aplicarse funden te en toda la zona de unión. 3- íJara piezas de regular tamaño, en soldadura oxiacetr léniga, se recomienda precalentarla totalmente a - c00QC. 4-

.na vez que el fundente ha licuado, aplicar rápida-'ente el metal de aporte, retirar y acercar el so-- ■ píete según se requiera para evitar que se desbarate 1 a pieza.

b- El aluminio a temperaturas cercanas a el punto de fu_ sión no tiene ninguna resistencia mecánica, por lo tanto no debe pensarse si se le deben colocar obje^ tos pesados encima al soldarlo. Recomedaciones para soldar el aluminio fundido. I 2 Limpiar el metal base con tetracloruro de carbón.

2- Aplicar de preferencia arco eléctrico metálico o — proceso TIG. 3 2 Correr rápidamente el electrodo, para no dar lugar a perforaciones. 42 No requiere precalentamientos. 5- Para soldadura con arco eléctrico, utilizar corrien te continua, pora!idad invertida. 6 - En general

se recomienda aplicar un arco corto y sin oscilaciones.

8.3.2 SOLDADURA DEL MAGNESIO. El magnesio es uno de los metales que tienen grandes -cualidades, sobre todo por su poco peso (un poco más de la mitad del aluminio), y por su resistencia a la ten— sión de 2050 Kg/cm? (29110 lb/m2), que es considerable mente superior a la del aluminio, además de su resisten cia a la oxidación y buena apariencia, lo han converti do en el elemento principal en la industria de la avia ción. En menor qrado en la industria Automotriz, Textil y Quí mica. En realidad el magnesio no se encuentra puro comercialmente, sino que se encuentra mezclado con aluminio y -con un poco de zinc. En algunos lugares se ha llamado metal Dow. El magnesio tiende a confundirse con el aluminio, sin embargo, existe una forma práctica de reconocerlo, la cual consiste en obtener limaduras de la pieza y que marlas en papel, las limaduras arderán rápidamente, d e s prendiendo una luz brillante. El principal problema que presenta el magnesio al sol darlo, es su bajo punto de fusión, no cambia de color al variar la temperatura y sobre todo, arde vivamente cuan do se rebasa su punto de fusión. La técnica para soldar el magnesio, es muy similar a la del aluminio fundido, sin embargo, el magnesio sólo es-

25x

posible soldarlo con soplete oxiacetIlénico o con proce so TIG. , usando gas argón y los pases que se recomien da seguir son los siguientes: 1£ _impiar perfectamente el área de la solda'dura.

2- Para espesores mayores a 3.2 mm. es necesario bise lar. 3£ Aplicar bastante fundente y en general tener una bue na cantidad lista para el caso que arda la pieza hechárselo encima. 4 2 Cuando el fundente empieza a licuar, dejar caer go tas de material de aportación y aplicar calor hastaque la gota se disuelva, procurando que el metal ba se no se caliente demasiado. 5¿ Si la pieza arde, no trate de apagarla con agua, — pues salo activará la combustión. SOLDADURA DEL "ANTIMONIO" El antmuor.io o aleaciones de antimo',:o es en real i.Jad un término ¡nal empleado para designar a piezas que en -realidad son aleaciones de zinc con aluminio, cobre / magnesio jue nada tienen que ver cor -1 antimonio. Un ejemplo clásico de ;:ieza construidas con aleación de zinc, son los carburadores de automóviles, se usa ta^bim para la fabricación de piezas de adorno sobre todo en la industria automotriz y siempre son piezas vaciadas. Para soldarlo, basta usar aleaciones de zinc, similares a el metal base. El método que se usa es el de oxiaceti leño y las recomendaciones a seguir son las siguientes: 1- Limpie cuidadosamente el área de soldadura, si es po sibl e 1 ímela. 2- Tenga mucho cuidado con la temperatura, ya que las aleaciones de zinc (o antimonio) funden a 380°C., y

255 so derriten rápidamente desbaratándose la pieza, pa ra tener mayor control de la temperatura conviene te ner un pedazo de varilla ce fierro con punta y estar rayando continuamente el metal base de tal manera -que se sienta el ablandamiento de la pieza por la -temperatura. Si se cuenta con fundente, en el momento en que li cúa hay que api icar material de aporte rápidamente y efectuar la soldadura. Ls conveniente cubrir la pieza con una especie de -molde que puede hacerse con barro, asbesto o masa de maíz, para que en caso de que se exceda la tempera tu ra no se desbarate completamente la pieza. Para espesores mayores a 3.2 mm. es necesario ranurar hasta el fondo.

256 6A

SOLDADURA DEL COBRE Y SUS ALEACIONES.

ti cobre es un elemento de los tanto a sus propiedades como a ,,ara formar aleaciones con. una tos, lográndose materiales que riedad de cualidades para casi

más populares, debido -la facilidad que tiene gran cantidad de elemen cumplen con una gran va toao tipo de trabajos.

Algunas de las propiedades que tienen tanto el cobre co sus aleaciones son las siguientes:

i'ío

1 . l's antimag: ético

. Tiene muy buena conductiL i1 i'dad eléctrica y térmica 3. Tiene muy buena resistencia a la corrosión . Es muy dúctil y maleable, por lo tanto se pueden fa bricar con él, desde alambres o láminas muy delgadas, hasta placas o perfiles del tamaño que se requieran, o en piezas de fundición etc. :. Se encuentra en la naturaleza en una buena cantidady su proceso de obtencicr y refinamiento no son niuycostosos, lo que lo hace relativamente económico. ■ . Con pequeras cantidades elementos de aleación , alcanza propiedades mecánicas excelentes, como altaresistencia al desgaste, a la fricción, al impacto y a la 'tensió' . . ;,uede solearse con distintos procesos y además puede aplicarse :ara reparacirr <-■ <-; le piezas acero, fie rro col acó . * ierro dulc* ¿rlenentos

aleación ¡.ai -i t;l cobre : r -•

suales sor:;

«n io .- Se :aa para formar el b r o n c e - a i i n i o , tiene ■ contenido aluminio del '.j al 14%, puede contenerit.r.as elementos como hierre, -i :ue\ manganeso pero en .--•neral, en ¡tu./ poca c a n t i d ? . t . s de color 4 ''¡arillo, -ti-jne buena corductibil idaa eléctrica aún estando ca--1 iortte. Forma superficies lisas y de buena apariencia,debido a una capa de trióxido de aluminio refractario,que es al mismo tiempo la que ofrece problemas para sol darlo, lo que hace necesario emplear aleaciones de bron ce rp'H¡el co r fundentes para eliminar el óxido. El bron ce aluminio es er general resistente a la corrosión, añ ti fricciona! - ci-.ae buena resistencia a la tensión.

257 ARSENICO.- Se agrega al cobre para ciarle mayor resisten^ cia a temperaturas elevadas, pero no causa problemas pa_ ra soldadura. BERILIO.- Se agrega al cobre para darle resistencia a la fatiga y para poder tratarlo térmicamente . El cobre con contenido de berilio, es muy difícil de soldar debi_ do a una capa de óxido que se forma en la superficie -del material , lo que hace necesaria la aplicación de -fundentes especiales para eliminarla; se pueden aplicar materiales de aporte de bronce y se recomienda soldar con oxiacetileno. CROMO.- Se agrega al cobre para darle mayor resistencia a la corrosión y al impacto, pero da origen a la forma ción ae capas de óxido refractarios que es necesario -eliminar con fundentes, se pueden aplicar como materia les de aporte, aleaciones de bronce níquel. Se recomiera da emplear el proceso oxiacetilénico. Las aleaciones de cobre con cromo tienen máximo 1 % de cromo. FIERRO-. - Le da mayor resistencia .n máxir'C i . No presenta problema

cobre, se i ;regasoldadura.

PLOMO.- Se agrega en cantidades que varían del 0.-al 20? , hace más maquina ble a Tas aleaciones de cohrp. Enreal • :ac no está aleado, sino que ■ :á .aislado ■" -ormade esferitas de plomo puro, lo cía 1 nace que le :e unacaracterística muy especial, la . : consiste 'ubricar 1 .) superficie cu-ivio se está . ..donando, ’ ■ a 1 ?a_ cionr ’ - cobre p l o i c se usan r> ; >al mente. - ■fa bricar '9 £as qo^ • .jaran a n : 'n y alta • ccidad como' en aceras. MA(S ¡;V.' .- Se usa ...1 c ,¡ desoxida» ;• Jesazubrar !-¡s alea cior.es de cobre zinc; si aplica í.-r» cantidades cel 0.5 al , forma Tos llamados cobres al manganeso desoxj dados., '.o presenta problemas para soldarlo. NIQUEL.- t.e da resistencia mecánica y resistencia al im pacto. Presenta problemas para soldarlo, similares a -los del cromo y aluminio, o sea forma capas de óxido en la superficie. Se agrega en proporciones, del 1.0 al 30''. . 'Cuando se. agrega en un 3.V, forma el llamado cobre al níquel, el cual tiene alta resitencia a la corrosión.

ESTAÑO.- Se agrega en proporcione', del 1 al 11.-- y forma los llagados bronces . El estaño U da resistencia al desgaste y a la fatiga y es uno de los elementos de -aleación principal en el cobre. ZINC. - Se agrega en ,-roporciones del 1 al 50% y forma los latones que cor otros elementos como aluminio, f o r man una gran variedad de latones, distinguiéndose el la ton naval que tiene alta resistencia a la corrosión pro_ duc\da por el agua salada. FOSFORO.- Se agrega básicamente corno desoxidante, for ma los llamados bronces fosforados, le da al bronce lapropiedad de endurecerse con el tratamiento térmico; el bronce fosforado que contiene además 1 a 2.5 de Berilio y 1' o menos de Níquel, tiene muy suena resistencia m e cánica. El bronce fosforado se recomienda soldar con arco carbó nico y con material d*> aporte que- rontenqa H e r i r RECOf-’ .r.:«üACIONES G E ^ A l E S PARA SOLDAR COBRES. COBRE DESOXIDADO.- Cuando se trata ce láminas de'iqadaso piezas pequeñas, puede soldarse con aleaciones de co bre y ata, llamadas también aleaciones de be ja tempe ratura y flujo fino. Este tipo de soldaduras tienen bue na resistencia mecánica y excelente apariencia / se cuenta con la venta, ,~e que el -m-tal base no Se fundesino ¡..io solo se co u-nta a tempo-'-atura de 1 iga r= — (600° : aproximada:':--.te), para l-j¡ .¡/licación ds -ste ti po de soldaduras, es necesario aplicar fundentes ■ preca Tentar con soplete oxiacetilénico toda la pieza Se reconiiv ■:a en uniones traslapadas o en T que en cene ral estén cegadas las piezas. Cuanac se trata de .¡ezas mas grande- o gruesas, pueden usarse electrodos de arco eléctrico o varillas d* p o r tación de cobre desoxidado con arco carbónico. ALEACIONES DE COBRE -QUE CONTIENEN HASTA EL lo.= JE ZINC. Estas comprenden los bronces comerciales tales como elBronce con 12 ' de Zinc, también el latón rojo con 15/í de zinc y los latones con bajo contenido de estaño (3%máximo).

Todas estas aleaciones pueden soldarse con aleaciones tipo plata .o :on varillas de latón, recomendándose el proceso oxiacetilénico. LATONES COMERCIALES CON UN CONTENIDO DE ZINC DEL 21 AL37%, 4% DE PLOMO, 2% DE ESTAÑO, ADEMAS DEL COBRE.- Se recomiendan saldaduras a base de cobre y plata o alea ciones de bronce, debe usarse el proceso oxiacetilénico, debe evitarse el arco eléctrico para soldar este tipo de latones. LATONES QUF CONTIENEN DEL 37 al 43% DE ZINC.- Son las aleaciones llamadas navales por su alta resistencia a la corrosio!. producidas por agua salada, en menor pro porción contienen fierro,plomo, manganeso y estaño. Para soldarlos se recomienda el proceso oxiacetilénico conuna llama neutra, debe evitarse la evaporización del -zinc, por lo tanto no hay que sobrecalentarlo. Cuando las aleaciones contienen plomo, es recomendable aplicar una llama ligeramente oxidante con lo cual se evitan po ¡os id cides.. Para soldar estos latones, se emplean materiales de apcr te con 57% de cobre, aproximadamente 41% de zinc y el resto de estañó, silicio, manganeso y fierro. BRONCE NIQUEL - Este tipo de aleaciones contienen entre 5 y 18% de íre y del 5 al 30% de níquel. Se identifi can por su ;or amarillo claro. El níquel le resta coi •iderabl em-. - la conductividad eléctrica y térmica, pe ro en cambio e m e n t a sin resistencia mecánica y resis-rencia a la :rrosión. Para soldarlo se requiere usar material de ¿porte similar al metal base, para no redu cir sus propiedades mecánicas» Con oxiaceti1e n o, se a-plica una flama neutra. BRONCES.- Los bronces pueden contener hasta el 30% de estaño, 4.1 de zinc máximo, 15% de plomo y 8 % de fósforo (cantidades máximas). Los bronces se caracterizan por su buena resistencia al. desgaste y a la corrosión. El plomo se encuentra principalmente en piezas como -bushines y chumaceras. El estaño causa un problema par ticular en un determinado rango de temperatura, tiendea mantenerse líquido, ocasionando uña lenta solidifica-

260 -ción y también tiende a oxidarse, lo cual tiene que -evitarse aplicando mucho tundente. Para evitar los efec tos del estaño, se recomienda el proceso de arco carbó nico, y precalentamiento de la pieza, sobre todo si esgrande, de 3C0ÜC. RESUMEN DE TIPOS DE MATERIAL DE APORTACION PARA SOLDAR COBRES. SOLDADURAS DE FLUJO FINO.- Son aleaciones de cobre zinc y estaño y con menor'cantidad plata. Son del tipo de -soldadura fuerte, requieren de fundentes para su aplica ción. Se aplican con soplete oxiacetilénico con flama normal. El metal base no se funde durante la soldaduray se aplican a las mas bajas temperaturas (menos de b50°C). Se recomienda en piezas pequeñas o lámina con espesor menor a 3.2 mm. que estén traslapados o en "T". No se pueden formar cordones de relleno con estas sóida duras. SOLDADURAS Dt FLUJO REGULAR.- Son genera urente bronces, su principal característica es que si se pueden formarcordones de relleno, se usan para soldar piezas grandes o placas de mas de 3.2 mm de espesor. Para reparación de piezas de maquinaria, se recomienda el proceso oxia cetilénico y en general precalentar a 300 C la pieza.-Para soldadura de placas, puede usarse indistintamente¿reo carbónico o con electa-idos de bronce con revesti miento. Lste tipo de electrodos sólo pueden aplicarse con co^-rriente continua y polaridad invertida, además se reco mienda mantener un arco corto. El hecho de que se prefiera el arco eléctrico para sol dar piezas de cobre grandes, es por la alta conductivi1 idad térmica del cobre, lo cual ocasiona que la tempe ratura que se esté aplicando con el soplete se disipe rápidamente en todo el volumen de la pieza y de ahí almedio ambiente. Con el arco eléctrico se tiene una m a yor concentración de calor, pero sin embargo, es necesa rio estar calentando la pieza con sopletes, de tal mane ra que se sostenga una temperatura en toda ella de_300'aC

261 de otra manera, la fusión no es completa por los enfria^ mientos súbitos en la zona de fusión. RECOMENDACIONES GENERALES PARA SOl . \í' COBRE CO:; -X ¡ACE TILENO. 1.

Limpieza escrupulosa de la zcr \e s o l d a d u r a . En ca_ sos que lo requieran raspe o esmerile Hasta encon trar metal 1 impío.

Para piezas con espesores mayores a 3.2 mm de espe sor, bisele hasta encontrar el fondo de la junta.

Precaliente a 200°C mínimo la pieza, sobretodo si es grande.

Aplique fundente en toda la zona de unión

Usar una llama neutra. Sólo cuando se trate de cobre con alto contenido de zinc, usar llama 1 igeramenteoxidante.

RECOMENDACIONES GENERALES PARA SOLDAR COBRE CON ARCO -ELECTRICO. 1.

Limpie escrupulosamente la zona de soldadura. En ca_ se que lo requieran, raspe o esmerile hasta encon trar metal limp:o.

Procure aplicar el arco eléctrico sólo en piezas de más de 3.2 mm de espesor, por lo tanto siempre será necesario biselar hasta dejar una altura de raíz de mas o menos 3 mm.

Precaliente la pieza por lo menos a 250°C. En pie zas muy grandes, es necesario aplicar calor por m e dio de sopletes antes y durante la soldadura.

Use siempre corriente continua polaridad invertida, procure mantener un arco corto.

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>62 b.5 SOLDADURA OEL FIERRO FUNDIDO. El Fierro Fundido se clasifica en 3 grupos fundamenta les, los cuales son: Fierro Fundido Gris Fierro Fundido Blanco Fierro Fundido Maleable En general el fierro fundido tiene un contenido de c a r bono que varia del 2 al 4 y en ocasiones tiene elemen tos de aleación tales como Níquel, Cromo y Molibdeno -principalmente. También es frecuente encontrar en casitodos un pequeño contenido de Silicio. Como puede apreciarse el contenido de carbono es dema siado alto y por lo tanto podría pensarse que los hie rros fundidos son duros y quebradizos, sin embargo, d e bido a que gran parte de este contenido de carbono está en forma de grafito, en mayor o en menor cantidad, se tienen fierros colados con las más variadas propiedades, siendo unos, fáciles de maquinar, otros muy duros y otros resistentes al impacto. Analicemos las propiedades de cada uno de --1 los: FIERRO FUNDIDO GRIS. El fierro fundido gris se caracteriza por la fácil idadque tiene para ser maquinado y sus propiedades mecáni cas que lo han hecho el más popular entre los fierros colados. Se le llama fierrro fundido qris por ser de co lor gris, color que le da el carbón grafitado mezcladocon el fierro, el carbón grafitado esta uniformemente repartido en todo el material., generalmente en forma d e escamas. Cuando á\ fierro colado gris se'le agrega otro elemento como el Níquel, cromo o manganeso, se da origen a los fierros fundidos aleados que desde luego tienen mejores

263 propiedades mecánicas, ya que como se ha analizado en los aceros de aleación, estos elementos le dan propieda_ des tales como resistencia al desgaste, resistencia al-' impacto y resistencia a la tensión a elevadas temperatu_ ras, lógicamente estes fierros fundidos se aplican en piezas que son sometidas a esos esfuerzos tales como er^ granes, bases para maquinas con fuerte vibración etc. Los fierros fundidos grises normales, tienen un conteni_ do de Silicio que en algunos casos llega al 3%. Este -elemento se agrega para darle mejores propiedades mecá nicas, los fierros fundidos grises son ampliamente uti lizados en la fabricación de partes de maquinarias, enbancadas para tornos, bases para taladros y en general bases para todo tipo de maquinaria. FIERRO FUNDIDO BLANCO. El fierro-fundido blanco es en si un fierro fundido - — gris, el cual a sido enfriado rápidamente, por lo gene ral con agua, se le liama fierro fundido blanco porquetiene un color blanco plateado en su superficie dura. Como ya hemos explicado en temas anteriores, el fierrocon alto contenido de carbono es suCeptible de endure cerse cor el tratamiento térmico, cuando es calentado hasta su temperatura critica, (de ^00 a 700°C) o sea -cuando se forman los carburos de fierro, si no se da el tiempo necesario para que el carbono se separe del fie rro en forma de grafito, se queda er, forma de carburo el cual tiene extremada dureza, sin embargo los carbu ros sólo estarán contenidos en la parte de la pieza que se enfría rápidamente, y esta es su superficie, por loregular los carburos se encuentran hasta una profundi dad de 8 mm aproximadamente, siendo lo demás fierro fun_ dido gris, esto se comprueba fácilmente cuando se rompe una pieza.de fierro fundido blanco, en la cual se puede apreciar la capa o cascara plateada dura y posteriormen^ te el metal gris fácil de maquinar. La aplicación del fierro fundido blanco es muy especial

264 sobre todo se encuentra en piezas grandes como roles de laminación, tritenadores de piedra, en la industria azu_ carera, en los rodillos para moler caña etc. FIERRO FUNDIDO MALEABLE. El fierro fundido maleable tiene mejores propiedades me^ canicas que los dos anteriores, sobre todo es resisten te al impacto, por lo cual se le llama maleable, esto consiste en tener cierta plasticidad que le permite re cibir impactos sin agrietarse o sea admite deformacióncosa que no pasa con los anteriores. Sin embargo su m o do de obtención es más complicado que los anteriores ya que consiste en reconocer el fierro fundido blanco, tra^ tainiento que dura varios días, por lo tanto este tipo de fierro se emplea para algunas bancadas de torno queson sometidas a vibraciones o impactos. Analizaremos ahora la soldadura de cada tipo de FierroFundido . SOLDADURA DEL FIERRO FUNDIDO GRIS Las formas en que se puede soldar un fierro fundido gris son tres, las cuales mencionaremos a continuación. r

a) Con arco eléctrico sin precalentamiento b) Con arco eléctrico y precalentamiento c) Con oxiacetileno y precalentamiento. Analicemos cada una de ellas a) CON ARCO ELECTRICO SIN PRECALENTAMIENTO. Esta es la más práctica forma de soldar el fierro fundi_ do gris, ya que como puede comprenderse fácilmente, elhecho de evitar el precalentamiento contituye una granvent^ja en tiempo y costo de la operación. Sobre todo -tratándose de piezas que se tienen que desmontar forzosa mente para poder precalentarlas.

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El proceso tiene dos aplicaciones, para piezas que se van a maquinar posteriormente y para piezas que no se van a maquinar. Para el primer caso, el proceso consiste en lo siguien te. Por lo general la soldadura de fierro fundido se reduce a reparaciones ya sea de piezas rotas o rellenar huecos de piezas fundidas. Pues bien, para el primer caso es recomendable ranurar a todo lo largo de la grieta y enlos extremos hacer perforaciones con lo cual evitamos que al estar soldando la grieta se continúe por los es fuerzos de dilatación y contracción. Debe aplicarse como material de aportación electrodo de níquel, porque el ñique! no se combina con el carbono del fierro fundido y como es dúctil y maleable absórbe los esfuerzos producidos por los cambios de temperatura evitando asi el agrietamiento. Pero como la zona adya cente a la soldadura si llega a la temperatura críticaes necesario tomar en cuenta lo siguiente. Mientras m e nor sea la temperatura apiicada en la zona de fusión, :>enor será la temperatura absorbida por la zona adyacer, te con lo cual se evitará el endurecimeinto y el agrie tamiento en dicha zona. Esto nos lleva a conciuir en lo siguiente: hacer el charco de fusión lo más pequeño po sible y evitar la penetración, cosa que logramos co---rriendo el electrodo en línea recta, aplicando electro dos de diámetro reducido y el mínimo de amperaje y vol taje posibles, al mismo tiempo, para evitar aún más laconcentración de calor, se recomienda hacer cordones de 4 cm máximo de longitud y suspender el arco, esperarsea que se enfríe hasta poderlo tocar sin que queme y a-plicar entonces el siguiente pequeño cordón, si es posi_ ble dejando un espacio .también de 4 cm, de tal manera que las soldaduras sean alternadas, en síntesis, se tra ta de trabajar a la mínima temperatura posible. Para soldar piezas de fierro fundido gris que no se van a maquinar y sin aplicar precalentamiento, se usa mate-

266 - r ia 1 de aporte de fierro dulce cor- el más bajo c >t.e — nido de carbono posible y - aplicándose los mismos m é todos y recomendaciones anteriores rara evitar que se caliente 1 a pieza. El hecho de aplicar electrodos de fierro dulce, < s debi do a que durante la fusión existe ur:a aleación entre el grafito del metal base y el metal del electrodo, forma'ndose una aleación de fierro con alto contenido de carbo no, lo que se trata de reducir aplicando electrodos con bajo contenido de carbono. Es también por esta causa -que la soldadura no es maquinable, o sea no se puede -cortar con herramienta, porque como lo vimos en e i caso de fierros con alto contenido de carbono , estos tienen carburos de fierro que son extremadamente duros y que bradizos . b) CON ARCO ELECTRICO Y PRECALENTAKIENTO. Este i)roce so es igual que el anteri-.-r, tiene ? a :■ 1i 'a — c i on e s , para soldadura maquinable v para soldadura no maquinarle, en ambos casos se usan también elees rudos de niquel para soldadura maquinable y electrodos de fie rro dulce para soldaduras no maquina bles. El proceso consiste en lo siguiente La pieza se tiene que ^recalentar totalmente n-í- ¡.-o a 2 5 0 °C > las aplicaciones de material de a por tac: ■ oebe rán ser en la misma forma que en el caso anterior, o -sea procurando que la zona adyacente a la fusió" no sesobrecaliente lo que se logra aplicando bajos-amperajes' bajos voltajes, electrodos delgados (máximo 3.T; m de -diámetro de núcleo) y cordones intermitentes con una -longitud máxima de 4 cm. Es recomendable también golpear el cordon de soldadura con el fin de reducir los esfuer zos producidos por la contracción cuando se enfría. Cuando se ha terminado de soldar la pieza es necesariocubrirla con cal o asbesto para que se enfríe lo más -lentamente posible.

267 Como puede co .rer.derse fácilmente, en este proceso esnecesario descontar la pieza. Cuando la pieza es peque ña puede precal é'ntarse con un soplete de oxiacetileno, de oxibutano o con butano solamente, perc.es necesarietener cuidado en que el precalentamiento sea uniforme. Cuando la pie.a es de regular tamaño o grande como una caja de motor de automóvil, es necesario precalentarla en un horno. c) CON OXIA; : !HEflO Y PRECALfítTAMIENTO. Hay dos formas de soldar el fierro coladc con el sople te oxiaceti'énico y en las w es necesario el precal en:., miento a 400 C aproximadamente. Como puede comprenderse, este proceso debe aplicarse so lamente cuando se trate de piezas pequeñas que sean fá ciles de precalentar. Las dos forr;.::: de soldar : oxiacetil enel fierro -fundido son las siguientes: i. - Con m a t e 1

de aporte

v fierro fur.o ido

<:■ .- Con mate; V ’de aporte ríe bronce. ;.- Soldad;.' . 1 cando con-'

; fierre J ••-.erial de a :

ido con oxi . otiléno, emte fierro fundido.

:.ste procès.- cosiste en a;.l icar m a t e r i a 1 de aporte det ierre funduiu <=ris. Genet a 1 r.ente las varil las sor. c u a dradas y cçr c-¡ mismo asp e c t o del metal vaciado o sea son fabrica, os por vaciado, . Esta soldadura tiene unaventaja mi. . importante la cual consiste en dejar un d e pósito idéntico al metal base, que puede ser maquinado v además con mejores propiedades que el misme metal baseen cuanto se refiere á resistencia ai impacto y a la -tensión. Este método requiere del empleo de fundente ytiene muy poca, penetración por lo tanto se recomienda biselar la ranura hasta el fondo. La secuencia que se sigue es la siguiente:

lu Limpiar el area de soldadura 2 o Biselar hasta el fondo de la junta 3° En caso de reparación de grietas se recomienda hacer

dos perforaciones en los extremos de la grieta paraevitar que se prolongue durante la aplicación de syl_ dadura. 4 o Precalentar toda la pieza a 400°C aproximadamente

5° Aplicar fundente en el lugar donde principie la sol dadura . 6 ° Cuando el fundente se licúa, indica el momento de --

concentrar la flama en la zona de soldadura y empe zar a apiicar material de aporte. La flama en general puede ser neutra. 2.- Con material

de aporte de bronce.

El hierro fundido se suelda con bronce por adherencia,o sea que en e s t e caso, el metal base no se funde sinoque únicamente se calienta a la temperatura de ligazónla cuaí‘esta entre 600°C y 700°C,. El precalentamientoes indispensable por lo menos a 400°C por lo tanto tam bién es recomendado para piezas pequeñaslas aleaciones de bronce t ien e n muy buenas propiedades-

ecánicas tales como resistencia al impacto, resistencia al desgaste por fricción y resistencia a la compresiónr por lo tanto.es el preferido para reparar engranes y -piezas en general que trabajan a estos esfuerzos y queno importe el mal aspecto por la diferencia del color^entre el metal depositado y el metal base. El procedimiento es el siguiente: Io Limpieza del area de la junta. 2'~ Para piezas gruesas biselar hasta el fondo de la u -

269 3 o Api icar llama neutra 4 o Precalentar toda la pieza a 500 C aproximadamente

5o Aplicar el fundente y esperar a que licúe por el ca lor de la pieza, cuando licúa empezar a aplicar mate ri al de aportación sin que el metal base se funda. SOLDADURA DEL FIERRO FUNDIDO BLANCO. El fierro fundido blanco es insoldable por la gran can tidad de carburos de fierro que contiene los cuales por su extremada dureza no admiten los calentamientos loca les de la soldadura e inmediatamente se agrietan. La única forma en que se puede soldar un hierro coladqes haciéndolo un tratamiento térmico de Recocido , el cual consiste en calentar la pieza a más de 700°C durar^ te algún tiempo y posteriormente dejarlo enfriar le nta-r mente,o sea el proceso de obtención de hierro colado ma^ leable, en ese estado si se puede soldar y posteriormen_ te puede volver a tratarse térmicamente para que se ha ga hierro colado blanco. Por lo tanto pasaremos a tr a tar la soldadura del hierro colado maleable. SOLDADURA DEL FIERRO COLADO MALEABLE. Para ld; soldadura del fierro c o l a d o maleable pue d e n api i_ carse los métodos tratados para la soldadura del fierro col ado •jris a e x c e p c i ó n de la s o l d a d u r a no m a q u i n a b l e ya que esta soldadura le restaría resistencia al impac to. El método que se recomienda es el que usa como material de aporte electrodos de aleaciones a base de níquel o sea proceso de arco eléctrico sin precalentameinto, y a que las piezas construidas con este tipo de fierro sonmuy grandes y el precalentamiento sería muy costoso. TECNICAS PARA LA PREPARACION DE BORDES DE FIERRO FUNDI DO Hay que tener en cuenta que el fierro fundido no puede-

270 ser cortado con soplete oxiacetilénico, lo cual nos o-bliga a tratar otras técnicas para ranurar o preparar los berúes de la uniór. El hierre colado se puede rebajar ce varias formas como son corte con herramienta, rebajado con piedra de esme ril y el más práctico que es por medio de arco eléctri co con electrodo metálico. El procedimeinto de corte con herramienta queda descar tado para aplicaciones de soldadura, ya que resulta muy caro y en ocasiones r.o se puede ni aplicar por las con diciones dela rotura o la forma de la pieza. El rebajado con esmeril es frecuente aplicarlo pero hay que tenor en cuenta que al estar rebajado con esmeril, se forma una capa de carbono en la superficie esmerila da la cual hay que eliminar raspando la pieza. Para ra';¡:..rar fierre fundido con arco eléctrico es rece sario aplicar electrodos especiales con un revestimien to más resistente a la temperatura que los ordinarios,El ranu^a^o consiste i-s aplicar una elevada corriente que furo*.» y bota el re;.-! base con la misma fuer.-’ .• del arco e¡'-_!rico, el a , : 1 se dirice y se concentra ;.br el reves*; m t o que set ---sale formar,tv un pequeño c r ón.

£1 electrodo se tiende en 'dirección de la ranura y se mueve vigorosamente en avances y retrocesos provocándo la ranuración, que en una sola pasada puede penetrar hasta 8 mm. los amperajes que se recomiendan son los siguientes:

Para electrodo de 1/8" (3.2 mm) de diámetro de núcleo, de 250 a 350 Ampers. Para electrodo de 3/16" (-. de 350 a 500 Ampers.

mm) de diámetro de núcleo,

je puede aplicar con corriente continua polaridad inver tida o con corriente alterna.

270 ser cortado con soplete oxiacetilénico, lo cual nos o-bliga a tratar otras técnicas para remirar o preparar los bornes de la unión.. El hierre colado se puede rebajar ce varias formas como son corte con herramienta, rebajado con piedra de esme ril y el más práctico que es por medio de arco eléctri co con electrodo metálico. El proCedimeinto de corte con herramienta queda descar tado para aplicaciones de soldadura, ya que resulta muy caro y en ocasiones r,o se puede ni aplicar por las c on diciones de la rotura o la forma de la pieza. El rebajado con esmeril es frecuente aplicarlo pero hay que tener en cuenta que al estar rebajado con esmeril, se forma una capa de carbono en la superficie esmerila da la cual hay que eliminar raspando la pieza. Para ra;¡,.rar fierre fundido con arco eléctrico es nece sario aplicar electrodos especiales con un revestimien to más resistente a la temperatura que los ordinarios,El ram.'-ac'o consiste e¡ aplicar una elevada corriente que fu roe y bota el p h c ?! base con la misma fuer.:- a el arco el ':e.trico, el c . 1 se dirice y se concentra :,or el revest; 'ento que sed --.ale f o r m a n d o un pequeño ca"ón.

El electrodo se tiende en dirección de la ranura y se mueve vigorosamente en avances y retrocesos pro vocando la ranuración, que en una sola pasada puede penetrar hasta 8 mm. Los amperajes que se recomiendan son los siguientes: Para electrodo de 1/8" (3.;: mm) de diámetro de núcleo, de 250 a 350 Ampers. Para electrodo de 3/16" de 350 a 500 Ampers.

mm) de diámtiiro de núcleo,

je puede aplicar con corriente continua polaridad inver tida o con corriente alterna.

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6 REVESTIMIENTOS DUROS.

SE le llama revestimiento duro a la aplicación de uno o varios cordones sobre la superficie de un metal con el objeto de darle dureza, o sea resistencia al desgaste por abración. La mayoría de los electrodos [jara recubrimientos durostambién le dan resistencia a la c o r r o s i ó r y aplicando métodos adecuados también St le puede proporcionar re-- ¿ sistencia al impacto. De lo anterior puede deducirse la gran variedad de api i caciones que tienen los recubrimientos duros, los cua les pueden aplicarse tanto a piezas de s g a s t a d « como-— oor ejemplo puntas de herramientas de golpe, dientes de cala mecánica para remover tierra, carriles de tractorce oruga etc. como también pueden aplicarse a piezas de *'3Dncación para darle mayor resistencia er. su superfi cie, el ejemplo más común t, cuando se recubre la super ficie interna de tanques o cepósitos expuestos a impac tos, elementos corrosivos desgaste por fricción. \

ividiremos en dos grandes grupos a los tipos de revescimientos en atención a la capacidad tantc del metal -rase como del metal de aport. de endurecerle con el -'-atamiento térmico, para lo cuál es necesario recordar .ís propiedades de un acero -v.stenítico, ■ **-<■i ítico y -iriensítico. 2 o::.c ya lo hemos tratado en capítulos anteriores, los -

aceros austeníticos no responden al tratamiento térmi co y los martensíticos y ferríticos si sor: suceptiblesce cambiar sus características con los tratamientos ér micos. Recubrimientos en los aceros austeníticos. Esce tipo de aceros incluyen a todos aquellos cc■ . bajocontenido de carbono (menos de 0.30%) y a todos los ace

273 -ros inoxidables austeníticos. Los nateriales de a por-tación que se usan para recubrirlos contienen carburosde metales tales cario el tugsteno, cromo, vanadio y molibdeno. Son los que menos problemas presentan para re cubrimientos principalmente por no responder al trata miento térmico. Cuando se, trata de recubrir piezas de aceros al manganeso o de alta resistencia mecánica se recomiendan depósitos con un contenido de manganeso del 26% aproximadamente, y cuando se trate de aceros elec trodos con un mínimo de 18% de Cromo y 8 % de níquel , apar_ te claro de ios carburos antes mencionados, los cualesestán contenidos en forma aislada. Este tipo de recubrimientos no son en un principio d u ros, sin embargo se van endureciendo a medida que son aplastados por impactos, formándose una capa dura y de]_ gada en la superficie abajo de la cual sj,gue el material blando. Para aplicaciones de recubrimientos en aceros ausieníti_ eos no es necesario.el precalentamiento y en general -pueden aplicarse por cualquier método de arco eléctrico aunque también pueden aplicarse con oxiaceti 1 é n e , es re comendado para la mayoría de los casos, el arco eléctri co. Cuando se trata de pieza muy grandes el método .-referi do es el de arco sumergido. El método más versa:'' y -por lo tanto más usajes es él arco eléctrico md>. .al y el oxiacetiléno se emplea cuando la capa de recu'. rimien to es ;:.uy; delgada y la pieza es pequeña. Cuando se aplican revestimientos muy duros en este tipo de aceros, es recomendable no aplicarlos directamente en el metal base, sino que aplicar una primer capa coneléctrodo dé acero inoxidable austenítico y posterior mente aplicar el revestimiento duro. Esto se hace con el fin de que no exista un cambio tan brusco de propie dades que en algunas ocasiones dan origen a rajaduras o desprendimiento del recubrimiento.

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Cuando se requiere darle resistencia a elevadas tempera_ turas a la superficie ce un metal, es necesario aplicar electrodos que aparte ce tener los elementos ya mer:'~-ior.a_ dos, contengan cobalto. Las piezas que requieren este tipo de recubrimiento son por ejemplo, martillo ce for ja. Recubrimientos en aceros Martensítieos y Ferríticcs. Estos recubrimientos sor los más comunes ya que ellos comprencen a piezas teles como herramientas de corte, aceros rápidos y-toda clase de aceros que se endurecencon el tratamiento térmico precisamente para someterlos a severos esfuerzos ce abración. Rozamiento, choque o impacto y corrosión ya sea a temperaturas bajas o altas y es común el recuperar una pieza por medio de recubri miento, el cual debe ^e iorar las cualidades en las zo nas de mayor esfuerzo. Como ya r e ’ .os mencionado, al soldar este tipo de aceros nos enfrentamos a un problema, que es el cambio de pro piedades cuando es sometico a su temperatura crítica -(entre 4uO~C y 600CC). Cuando estamos aplicarlo un recubrimiento, aunque la -mayor cantidad de t e n e n t u r a este en el material an -aporte, en general >-c se tenga muc^a. penetracicr: ;:erecomic :-a la mínima-, si estamos llevando el meta: b a se a su temperatura c a n i c a sobre toco en la zona adya cente a la soldadura, si la pieza esta fría, en esta zo na habra cambios bruscos de temperatura sobre todo enpiezas '¡ruezas, ya coe el metal frío absorberá rápida — mente el calor de la soldadura, esto puede dar origen a grietas. Lógicamente, el modo de evitar estos cambios súbitos de temperatura es precalentando la pieza a unatemperatura de 200 a 3000C y dejándola enfriar íentameti te después de aplicada la soldadura. Los deposites martensíticos tienen la propiedad de po der ser maquinados y posteriormente templados para dar les dureza, esto es muy importante cuando se trata de.-

275

; : za s de presición como flechas o dientes de engranes;j s metales requieren ser maquinados, el templado consis te en calcularlos al rojo y enfriarlos rápidamente porv.ersión en agua o aceite. iL Di ICAS GENERALES DE APLICACION; i.as piezas que se recubren deben estar perfectamente -limpias, brillantes y si es posible esmeriladas, o seano deben tener puntas o sobresalientes con el fin de -v .car una fusión dispareja que ocasiones que los carbu ros del metal de aporte se alien a la fusión más inten sa de las partes sobresalientes, se trata de que la pie za este liza y que la penetración sea mínima. Es recomendable el uso de la corriente continua por dar un arco más estable, aunque en algunos casos la corrien te alterna da buen resultado. En corriente continua esr-cesario aplicar polaridad invertida. ;'.,ar¡do se recubra una superficie con varios cordonts, es necesario limpiar perfectamente cada cordon termina do, antes de aplicar el siguiente, al terminar un cor-rfón hay que tener mucho cuidado para evitar el cráter,.ara lo cual se recomienda terminar lo más despacio p o sible y levantar el electrodo a un lado del cordón. Ca"> cordón debe ensimarse 1/3 en el anterior como se — uestra en la figura sig.

276 La longitud del arco debe mantenerse corta para concen trar perfectamente el arco y sean aprovechados debida mente los elementos de aleación contenidos en el reves timiento. Cuando se pueda, se recomienda aplicar un mínimo de 3 capas por las siguientes razones. La primer capa queda con un termino medio de dureza por la diluzión de los carburos con el metal base, la según da capa queda más dura que la anterior porque la dí 1 u — sión de carburos se reduce al haber más carburos origi nados por la primer capa, y en una tercera capa, se o b tiene el máximo grado de dureza.

Fig. 3.6.2 t.uando por necesidad se requieran aumentar el tamaño de la pieza, y as necesario a.iicar más de. tres capas, noes recomendable hacerlas " M a s con electrodos de metal duro sino se debe rellenar con electrodos de bajo hidrógeno hasta calcular que con tres últimas capas - — queda al tamaño requerido y entonces empezar con el pro ceso explicado. Este se hace con el fin de que no quede una capa muy grueza de metal duro que es más fácil de romperse o desprenderse.

277 CAPITULO

VIII

CUESTIONARIO 8.1 SOLDADURA DE ACEROS 1.- ¿Cuáles son los aceros al carbón? 2 .- 'Cuántas clases de aceros al carbón existen y cuá

les son? 3.- ¿Oué elemento d¿ aleación da problemas para soldardceros al carbón? 4.- ¿Cuál es la resistencia a la tensión del fierro du} ce? 8.2 SOLDADURA DE ACEROS ALEADOS 1 .- ' .¡les son los

¡ceros aleado; ?

2.- Mencione 5 elementos de aleación 3.- ¿

propiedad le da el carbono a el acero?

4.-

propiedade., Te da el cromo a el acero?.

5. -

r.c iune 2 elementos de aleación considerado■ :> comoii.iivurezas

6 . - ¿-'ara soldar m r icero c o n -ik o contenido (]>• carbono ;e requiere prcoa 1 entar la pi^za?

¿‘ „íué resistencia a la tensión alcanza a acero al Cromo-Mol ibdeno?

t e n e r

un --

8 .- ¿Qué electrodo es recomendable (AWS) para soldar un

acero al cromo mol ibdeno? 9.- ¿Cuales son los 3 tipos de acero Inoxidable de a — cuerdo a su estructura granular? . 10. - ¿Cuál es el tipo de acero inoxidable más usado in-dustrialmente, de acuerdo a la clasificación AÍSI? 11.- ¿De un ejemplo de acero inoxidable martensitico?

27 ¿ 12.- ¿Mencione 2 elementos estabilizadores? 13.- ¿Cuál de los 3 tipos de acero inoxidable es más dj f fe i1 de soldar? 8 .3 SOLDADURA DE ALUMINIO Y OTr-OS METALES BLANCOS.

1.- ¿Cuál es el tipo de aluminio más usado industrial mente? 2.- ¿Qué problemas presenta e; aluminio par.: moldarlo? 3.- ¿Cuáles son los aluminio-., más difíciles 'le soldar? 4.- ¿Qué proceso recomienda para soldar aluminio el asi ficación 3000? 5.- ¿Cuáles son las cualidades principales del magne sio?

6 .- ¿Qué problemas tenemos al soldar magnesi

Eii realidad. Tas piezas llamadas de a m -:ionio, de que metales están compuestas? 3.- 'Qué problemas presenta el antimonio para soldarlo? ó .4

í ÜADURA DEL COBRE Y SUS ALEACIONES.

Mencione 5 propiedades del cobre

Mencione 4 ; :¡ementos de aleación para e! cobre

-’ Qué propiedades le da es níquel al c'Ob>'e?

4. -

.Cuáles sor¡ las aleaciones de cobre llamadas nava les?

5.-

LCuáles son las aleaciones de flujo fino ¡jara sol dar?

8.5 SOLDADURA DEL FIERRO FUNDIDO 1.- ¿Cuántos tipos de fierro fundido existen y cuáles son? 2.- ¿Cómo se obtiene el fierro fundido blanco? 3.- En atención al precalentamiento ¿En cuántas formaspodemos soldar un fierro fundido Gris?

279 4.- ¿Cuál es la temperatura mínima de precalentamien to para soldar una pieza de fierro fundido Gris? 5.- ¿Cómo es posible soldar el fierro fundido blanco? 8 . 6 REVESTIMIENTOS DUROS

1.- ¿Qué es un revestimiento duro? 2.- ¿Qué tipo de corriente se recomienda para electros-^ de recubrimientos duros y por qué? 3.- ¿Cuántas capas de material duro de soldadura es re comendable aplicar como máximo? 4.- Cuando se requiere aumentar demasiado las dimensio nes del metal base, ¿Qué tipos de electrodos es re comendable poner como base antes de recubrimiento duro?

IX CLASIFICACION DE ELECTRODOS. Debido a la gran cantidad de tipos de electrodos y alea ciones que son fabricados para satisfacer las necesida des de soldadura, se han tratado de clasificar mediante un sistema numérico, sin embargo la mayoría de electro dos y aleaciones usados en la actualidad, no entran enesta clasificación, por lo tanto es recomendable que to do taller de soldadura se equipe con los catálogos de los fabricantes de electrodos y aleaciones para sol dar,en el mayor número que le sea posible, para que en un momento dado elija el electrodo o aleación más adecuada para el trabajo que va a ejecutar. CLASIFICACION DE ELECTRODOS AWS. La AWS (Sociedad Americana de Soldadura) ha hecho una 'clasificación de electrodos la cual para aceros estruc turales de bajo y mediano contenido de carbono, es de acuerdo a ¡as siguientes normas: El número de clasificación consta de cuatro o cinco ci fras, de las Cuales las dos primeras cifras en caso d e ser un total de,cuatro y las 3 primeras en caso de serun total de 5, indicarán los miles de libras por pulga da cuadrada de resistencia a la tensión del metal depo sitado, la penúltima cifra significa la posición en las cuales se puede aplicar el electrodo, y la última indi cará el tipo de revestimiento de dicho electrodo. En realidad las dos últimas cifras indicarán unidas tan to las posiciones de aplicación pasibles para el elec trodo, como el tipo de revestimiento y las característi cas del depósito en cuanto a forma y apariencia, así co mo también el tipo de corriente que se debe usar y la polaridad. Las dos primeras cifras, o sea las que indican la resis tencia a la tensión, varían de 60 hasta 1 2 0 , lo que in dica un rango de resistencia a la tensión de 60000 li--

282 -bras por pulgada cuadrada mínimo, que es la resistor;-cia del acero dulce, hasta 1 2 0 0 0 0 libras por pulga:.; -cuadrada que es la resistencia del acero al vanadio ní quel molibdeno de la más alta resistencia a la tensión. Para la penúltima cifra, o sea la que indica la pos i— ción, solo se tienen tres clasificaciones, las cuales son; Para el No. 1.- Todas posiciones Para el No. 2.- Posición plana y horizontal Para el 'No. 3.- Solo posición plana. Para que se entienda claramente esta indicación explica remos a continuación cuales son las posiciones. Posición :;>lana:

Es cuando la pieza que se suelda esta en posición plana, horizontal y la soldadura se aplica en la parte supe — rior de dicha placa, o sea el electrodo queda dirigidohacia abajo, no quedan incluidas las soldaduras de 1 'le te.

Fiq. 9.1.1 Soldadura en Posición Plana

283 Posición Horizontal: Es cuando la placa esta en plano vertical y la soldadu ra sigue una dirección horizontal, se incluyen en estaposición las soldaduras de filete y de ángulo.

fig.

9.1.2

SOLDADURA EN POSICION HORIZONTAL

fig.

9.1.3

SOLDADURA EN ANGULO, POSICION HORIZONTAL

fig.

9.1.4

SOLDADURA DE FILETE, POSICION HORIZONTAL

CARACIERIS ;CAS DE LOS RE DE ACEROS AL CARBON í

o k i-> O O N DU

<s§

,.b í* v ¡t N lO

O ' U.NÍ 't N ÍE

NfOS EN ELECTRODOS : e 3AJA ALEACIC N.

Posiciones en las cuales se pueden obtener soldaduras satisfac torias

poio soldar

Caracte rísticas de Penetra ción

Clase de Escoria sobre «1 Depósito

Sanidad da Metal de Soldadura

Presenta ción

Moderada

Muy Delgada

A.qunos Por OS

Pésima

E 4510

Pínrmo con Silicomri

P. V. SC.

£ 4520

?¡ntu'a «<¡n Silicones y O iio c de Fierro

H. P

Ex* 10

Celulosa Sodioca

P. V. SC .

Celuloso Sodiaco y Polvo de Hierro

P. V. SC.

H CD -Pf

Delgada

Buena

Celulosa Potásica

P. V. S C .

CA CO-Pi

Muy Oelgada

Regular

Huí.lo Sodico (O n d a de Titanio)

P. V. S C .

CD-P0 CA

Rut.I« Po u s ca (O r d o o*; lifa-ijio 1

P. V, SC .

Polv«J C í Hierro

P. V. S C .

CO-PI H CO-PD CA

tBcjo H‘a’o»}«fl9j

P. V. S C .

H CO «1:

Fluuita r Co : Potásica (Saja H-ain<)«4io)

P. V. S C ,

. E<* 10 , Polvo de

i Exx 1 1

Exx 12

; e«

; Ex* 14

i .... t

i Ex* f s

Exx U

....

Flu c'itc v Col Sódica

H C 0 >D Pus.»

CD PD

Ex* 20

Fluorita. . Polvo de H ie r o r^oiovico ( W;d/oqv'io 1

Bojo

Hier«-o

P. V. S C ,

H -filete P-

H-Filete iP. j_ --------

Ex* 27

Fluorita, C a l y Polvo - e H-erro Sódica

! H-Filete jP .

Exx 30

Polvo de Oxido de Hierro

Poco Profunda

. • ; ; pe CD-P!

Un solo povo buena

Buena

Mu» Buena

Moderada

Mala

Exelenta

*»oder oda

'• ‘

Eluiente

Regular

CA . CD ?l

H ca

Polvo de +iHftro

Fluorita, C a l y Polvo de Hierro Potásico

í " " ’°

r •* .

Exx 24

F.xx 28

CD-FI N*SOH»o

i ' .

Ext 18

••

.. rH-Filete ’ "“ P.

»i

Buena

C a CD -*0 P-efunda

Muy Buena

Gruesa

CD Pi CA Cp-PD pl

F->co P-ctunda

CA . CD FD CA . CD-PD P|

Moderada

Buena

Cíclente

Exelente

Suena

C A . CO Pl

C A . CD-PD CD-PI

Muy Buena

Ptofunda

CORTESIA SrrECCJON

TECNICA

Dfc

l) E . H J l . i M U U K A,

fig.

9.1.5

SOLDADURA SOBRE CABEZA

fig. . POSICION

9.1.6 VERTICAL

Para indicar la posición se pueden indicar con las ini ciales de la posición y queda perfectamente entendido,o sea. Posición Plana (P) Posición Horizontal (lí) Posición Vertical (V) Posición Sobre Cabeza (S.C.) Como habíamos explicado, el penúltimo y último númerosse unen para proporcionar una serie de indicaciones que están en base al tipo de recubrimiento,^ las cuales pre sentamos en la tebla de la siguiente pagina.

En la tabla anterior se indica la clase de corriente -que acepta dicho revestimiento, esto se indica con ini ciales las cuales quieren decir lo siguiente: CD = Corriente Directa CA = Corriente Alterna PD = Polaridad Directa PI = Polaridad Invertida POLARIDAD La polaridad solo se aplica a máquinas de corriente con tinua, c;ando se trata de máquinas de corriente alterna no existe polaridad. En las máquinas de C.C. tenemos dos bornes uno positivo y otro negativo. Cuando conectamos el cable portaelec— trodo al borne negativo, tenemos polaridad directa y - cuando lo conectamos al n-gativo tenemos polaridad in vertida. CO R R IA N T E CONTINUA, P O L A R ID A D D IREC T A

jp fig. 9.1.7 POLARIDAD DIRECTA

fig.

9.1.7

POLARIDAD DIRECTA C O R R IE N T E CONTINUA, P O L A R ID A D INV ERSA

fin

287

RStVuwEN— RE S U L T A D O 06 L a S SOLDADURAS

. i¿**IFNTE

■_0NTINÜA ‘ ‘ ’ ;LARIDAD Di •? c C T A

COW*í ¿r. n T E

SO LD A D U RA

C O N T >n ü a P C . a - ¡DAD

CON C O R R IE N T t

IN V f 3 “>A

A LTER N A

Ficg. 9.1.9 RESUMEN

RESULTADO DE SOLDADURAS.

En la zona del arco, la polaridad influye en la canti dad de temperatura que existe electrodo y metal base, cuando el electrodo esta conectado al borne negativo -(polaridad directa) tendrá el 70.'. de Ja temperatura g e nerada por el arco, y el metal base tendrá el 30%, suce d iendo lo contrario con pol a * idad invertida, estos d a tos son aproximados y varían de acuerdo al proceso de soldadura. Con la indicación de las características de -penetración, podemos darnos cuenta hasta que espesores de placa pode rnos soldar con el correspondiente electrodo, o sea en el caso de poco profunda, nos indica que será para espe sores menores a 3 mm en penetración moderada, indicaráí¡ue puede aplicarse a es-pesores mayores debidamente pre parados, y la profunda para placas muy gruesas, para — asegurar una penetración total, sé aplican en cordonesde fondeo. CLASIFICACION AWS PARA ELECTRODOS DE ACERO INOXIDABLE. El numero de clasificación consta de cinco cifras, de las cuales las tres primeras indican el tipo de acero inoxidable (explicado en el capítulo, soldadura de ac e ros inoxidables) y las dos últimas significan lo mismoque lo explicado para la clasificación de aceros al car bón. A continuación presentamos unas tablas de electrodos en las cuales se indica el número correspondiente a la cla_

sificación AWS y se indica el correspondiente equiva-lente de ocho marcas industriales que los fabrican. • Mote como cada firma comercial sigue un orden propio pa ra identificar su linea de electrodos. En el caso de revestimientos duros, la AWS no tiene aún establecida una clasificación, sin embargo se sigue el orden de clasificación de los fabricantes.

CUESTIONARIO. 1.- ¿Qué significan las 2 primeras cifras en la clasifi cación de electrodos para acero estructural de la AWS? 2.- ¿De cuántas cifras se compone el número para clasi

ficar electrodos de acero inoxidable según AWS? ¿Un electrodo 7018, en cuántas posiciones se puedeapi icar, expl ique por qué?

289

PRACTICAS DE SOLDADURA A continuación se presentan una serie de prácticas en las que se indica su tiempo de duración promedio para cada u'-.d, este tiempo es el efectivo de soldadura, o -sea que queda excluido el tiempo de preparación de m e tal base. En base a las horas de soldadura efectiva que se recomienda puede repetirse cada oiercicio las vecesque sea necesario Hasta obtener reeditados satisfacto rios. Dada 1 i diferencia de habilidades existentes entre dife rentes oorsonas, se' deja en último caso a criterio del instructor la duración de cada práctica para cada casoespeci i 1 .

290

SOLDADURA ELECTRICA PROGRAMA DE PRACTICAS DE TALLER INDICE P R I M E A PARTE. - M A H W 0 DEL ELECTRODO PARA SOLDAR EN TO DAS POSICIONES. No.

Práctica 1 2

3 4

9 10

inscripción

Duración d - la — Práctica. Horas

Reconocimiento de equi po y accesorios.

Práctica para el encen dido del arco.

Práctica para soldar en posición plana.

Práctica para soldar en posición traslape.

Práctica para soldar en ‘ T" posición oí ana,

Práctica para v_¡., r en posición V-A /-D.

Práctica para i-:. iar en plano verticai posi c ión hori zonta!.

Práctica para soldar V-A y V-D en "T"

Práctica para soldar sobre techo a IODE

Práctica para soldar sobre techo en Angulo.

TOTAL HO RA S.........

291

PROGRAMA DE PRACTICAS DE TALLER DE SOLDADURA ELECTRICA. EQUIPO RECOMENDADO: TRANSFORMADORES PARA SOLDAR DE TIPO, BOBINA MOVIL,DE LA CAPACIDAD TOTALMENTE MANUAL. DESARROLLO DE LAS PRACTICAS. Objetivo.- Que el alumno se adiestre en e l manejo del electrodo en todas posiciones hasta lograr, cordones d e calidad. Electrodo Recomendable. - AWS E6013 de 3 rrirn. de 0 ampera je promedio recomendable 1 2 0 . Características del depósito y de la varilla: Resistencia a la tracción 60 000 lb/in1". Apiicablé para todas posiciones. Penetración ligera. Buena apariencia. Metal base recomendable: Acero Laminado en caliente, ba jo carbón (acero. Dulce) corr espesor de 4 n.m. a 6 mm. 'iota: todas ¡as prácticas •;•.-? ejecutarán ot>.re placas de 5 cms. 10 cms. acha ’U ñ a d o s en caso, wecesaripsa 30 cada placa ¡ ¡ando, par., las chapas d>: 6 nuil, na- raíz de •' y una sen.:rae ión de 2 i»b-

6 mm

292

No. DE PRAC TICA

DESCRIPCION

TIEMPO ■ - NECESARIO HO R A S .

Reconocimiento de equipo. Exposición general por parte del ins tructor del manejo adecuado del equipo de protección.- Reconocimiento d e l — equipo.- Regulación de Amperaje,- E n cendido y pagado de la máqui na .-Reco mendaciones generales.

Encendido de Arco. 2°

En material de desperdicio y con coli llas de Electrodos, ensayar el encendí do del Arco.- Bajar un'20% el Amperaje promedio recomendado. Soldadura posición plana, a tope con cha flan y de recargue.

Fig. P.3.1

f 2

No.DE PRACT.

DESCRIPCION

29 TIEMPO HORAS.

b) 8 cordones de recargue repartidos, aplicados a lo largo de la placa. POSICION DE RELLENO

F 'iq .

CONDUCCION

P .3 .2

Aninera je 120

Soldadura en posiciรณn plana a traslape (filete) y de recargue sin b v . M ALIGERADA

CONDUCCION

Fig.P.4.1

294 No. DE PRACT

DESCRIPCION

T IE M P O HORAS.

b) 16 aplicaciones de soldadura de tapón conducción en espiral.

Soldeo sobre escoria líquida / 10 Fig. P . 4 . 2 52

Soldadura en "T" posición plana.

10 cm.

-4 1—

10 CID.

Fig. P.5.1 Mantenga un Arco Corto y procure usar el límite superior del Amperaje recomendado para el respectivo diámetro de electrodo. Si es posible coloque las placas de t almanera que el electrodo quede en d o si — ción vertical .

295 No. DE PRACT

DESCRIPCION

T I E MP O HORAS.

CORDONES' ALIGERADOS AMPERAJE 125 ELECTRODO Avance

Conduce ion. T W

T ,

F, P.5.2 Soldadura en posición vertical unión a tope con placas achaflanadas.

15° en la continua ción. 25° Al iniciar el cordón

J-“ sfc=clifc

296

No.DE PRACT.

DESCRIPCION

TIEMPQ HORAS.

CONDUCCION 1er. COPDON Frente

2o. CORDON.

Pert':]

Fig. P.6.2 Aplicar 8 cordones V-A en la parte de en frente y 3 cordones V-D en la parte pos terior . Vertical Descendente

Cordon Lscurrido Conducción en línea

Impera je

Fig. Amperaje Vertical Ascendente 100 Amperaje. Vertical Descendente 120

Ejecutar mínimo 2 ejercicios.

297 No.DL' PRACT.

DESCRIPCION

T I E MP O HORAS.

Soldadura Horizontal en plano vertical unión a tooe con chaflan. Posición'del Electrodo

Conducción

Amperaje recomendado 120

Fig. P.7.1 Aplicar 8 cordones de recargue en la -misma posición en cada lado. jecutar mínimo .. ejercicios. -ECTR0D0 CORDÓN DE RECARGU.

15 ‘

12 Fig. P .7 .2

298 TIEMPO HORAS

DESCRIPCION

No. DE PRACT.

Unión en "T" verticalv-A y V-D.

En un lado aplicar costura alige rada y del otro lado costura deí : recargue Conducción Aligerada Recargue

Avance

Fig. P.8.1 Aplicar 4 cordones V-A en la parte posterior. Posición del Electrodo 12

15°al empezar 25° al continuar.

299 No.DE PRACT. 92

DESCRIPCION

TIEMPO HORAS

Unión d tope con chaflari posición sobre techo.

Posición y movimiento del Electrodo

Avanci

Fig.P.9.1 CONDUCCION 2o. CORDON RECARGUE.

ler. CORDON FONDEO Conducc ión ler. Cordón Fondeo

2o. Cordón

Fig.P.9.2 Aplicar 8 cordones en cada lado de recargue. 12

N q .DE PRACT. 10-

DESCRIPCION

TIEMPO HORAS

Posiciรณn sobre techo en รกngulo.

Posiciรณn del Electrodo

ยกcar tres cordones Conduccion

Fig. P.10.1 Aplicar 8 cordones en la parte posterior.

PRACTICAS

íl

TALLER DE SOLDADURA OXIACETILENICA.

EQUIPO RECOMENDADO: EQUIPO 0,< íACETIL EN ICO CON BOQUILLA SOLDADORA No. 2. PRIMERA PARTE.- MANEJO DEL SOPLETE SOLDADOR PARA SOLDAR EN TODAS POSICIONES. Objetivo .- Que el alumno se adiestre en el manejo del soplete soldador para loorar cordones de calidad en to das posiciones. Metal Base Recomendado Lámina calibre 16 de fierro dulce, en tramos de 10 x 5 cms. Metal de Aporte Recomendado. .- Alambre cobrizado de fie rro dulce de 2.4 mm de diámetro de sección transversal. En la soldadura por fusión, recuerde lo siguiente: No deje caer material de aporte hasta que no haya -fundido el metal base. Antes di■ uir agrega¡.«.io material de aporte, asegú rese de ií,e la fusión :>erietra correctamente. En la soldadura por adherencia recuérdese lo siguiente: Aplique ",.-ir.erial de acorte en el momento en que 1 cúa el fundente por ei calor de la pieza, a partir de este r¡omento , levante un poco el so-ole te y avan.^ procuran í j no sobrecalentar el metal liase.

\ continua.!.-'! se recomie- ; in 8 práctic : de las cu;i les las .7 ¡¡ :-eras son po ,-s.isión y la .! ’una por adi renda.

302

SOLDADURA OXIACETILENICA PROGRAMA DE PRACTICAS DE TALLER. INDICE PRIMERA PARTE.- MANEJO DEL SOPLETE Y MATERIAL DE APORTE. No. de Practica 1 2

7 8

Descripción

Duración de la Práctica.Horas.

Reconocimiento del equi po y accesorios.

Práctica para regula— ción de presiones y en cendido de flama,Recono cimiento de flamas.

Práctica para soldar en posición plana y en á n gulo exterior, sin mate rial de aporte.

Práctica de soldadura en posición plana con ma terial de aporte.

Práctica ¡jara soldar en placas traslapadas, en ángulo interior y exte rior con material de -aporte.

Práctica para soldar en posición vertical.

Práctica para soldar so bre cabeza

Práctica de soldadura por adherencia.

TOTAL HORA S........

¡ •

303 DESARROLLO DE LAS PRACTICAS. 1.-

Reconocimiento del equipo y accesorios. El reconocimiento del equipo y los acce'sorios de be ser por parte del instructor, detallando en el momento que presenta las piezas su funcionamiento y manejo adecuado.

2.-

Práctica para regulación de presiones y encendido de flama. Reconocimiento oe flamas. En esta práctica se deberá tener especial cuidado en que la regulación de presiones se haga en for ma correcta. Recomendaciones: Antes de abrir la válvula del cilindro serciórese de que el t o r n i l l o del regulador de presión esteflojo, una abierta la válvula del cilindro -empiece a apretar el tornillo sin dejar de ver el indicador oe presión, hágalo lentamente para evi tar que se exceda la presión requerida. 2 Ajuste a una presión de 0..3 Kg/ cm. . para los ga^ ses.

3.-

Práctica p.i<3 soldar en posición plana en á ngu lo exterior •- in. material >3 'aporte. P o s i c i ó n cor ta d e la Bo.¡ .illa.

Posición de ia boquilla.

304 A p l i c a r 4 c o r d o n e s en cada lado de la lámina. Movimientos recomendados: a)

L in ea Recta-. Avance

Fig.

P.:

Fig. P. 3. 3 • n ángulo e-^erior. 'ovimientos

¡ecomendados:

os liiismos ; ara posición ;/lana. ¡Táctica de soldadura en 'osición plana con maler ¡al de aporte.

P o s i c i ó n correcta- de la v ar illa de d e 'a p or t ac i ó n y de la boqu illa.

P r a c t i c a de s o l d a d u r a en placas traslapadas, en -á n g u lo interior y exterior con material de ap orte.

V'isu úé Frente.

En án gu l o interior. Ava nce

306 6 .-

Práctica de soldadura en posición vertical.

Tanto la varilla como la boquilla deben estar en el plano perpendicular a la unión. 7.-

Práctica de la soldadura sobrecabeza.

Para todas las prácticas anteriores, el movimiento del soplete puede sor como el indicado para la — práctica ( 1 ). 8 .-

Práctica de soldadura por Adherencia. Puede hacerse en placas traslapadas o en ángulo in terior.

Aplique como material de aporte bronce o latón y el fundente apropiado. Recuerde que no debe fundir • el metal base.

307

PRACTICAS ESPECIALES DE SOLDADURA. En base a las técnicas y recomendaciones que se dan enestas notas, se han elaborado las siguientes prácticas. HIERRO C O L A D O .- Soldadura de Arco Eléctrico. Reparación de una caja de motor de combustión interna: 1.- Barrenar en los extremos de la fractura para evitar que por los efectos del calentamiento se alargue.

Fractura Barreno en el extremo de la Frae tura . 2.- Biselar con electrodo ranurador, hasta, el fondo la fractura.

BISELADO.

3.- Precalentar toda la pieza en un horno a una tempera_ tura de 200 3 C. 4.- Sacándola del horno y en un lugar que no tenga c o rrientes de aire, evitando que la pieza se enfríe,empezar a aplicar la soldadura. a) Use electrodos de níquel de 3.2 mm. b) Aplique cordones de 4 cm. y suspenda durante 5 segundos aproximadamente antes de aplicar el si guiente.

308 c) Golpee suavemente cada cordón aplicado. d) Continúe hasta completar la unión. 6 .- Cubra la pieza con cal o asbesto para lograr un en

friamiento lento BRONCE ,- Soldadura Oxiacetilénica. Reparación de un impulsor de bomba de agua que ie ----rom ió al trabajar fuera de condiciones normales Impulsor de Bomba de Agua

1.-

Se barrena el extremo de la fractura para o •<;.ar que se extienda la aplicación de la so ldad^n.

2.-

Se D i c e l a ra.

3.-

Se precalienta la pieza con el mismo soplete oxi-rleetilénico a 200 C aproximadamente.

4.-

.• ¡ique materioi de aporte de bronce con su respec ■' -o fundente.

con

esmeril

hasta

fondo

la rVactu-

5.- Prjceso de aplicación de la soldadura. a p l i q u e fundente en el inicio d e l a fractura. •i) En el momento en que licúe el fundente apliquematerial de aporte y espere, aplicando calor, a que ligue perfectamente con el metal base, con tinúe hasta llenar el bic e l .

ANTIMONIO (ALEACION DE ZINC) Expondremos a continuación el método para reparar con soldadura un carburador de automóvil. Como lo explica mos en su oportunidad, el antimonio no es frecuente en contrario puro formando piezas comerciales. Sin embargo

a muchas piezas que son aleaciones de zinc, se dice que son de antimonio, como es el caso de los carburadores.

1.- Se elige una varilla de aporte, para soplete oxiace tilénico, de aleación de zinc, llamadas de antimo nio. 2.- Se bisela hasta el fonoo de la rotura.

reparación de ■i pieza.

3.~ Se precal ioiica toda la

ieza a 200°C.

4.- Se concentra la flama, que debe ser neutra, en lazona de unión y se acerca hasta entonces- la vari lla de aportación, retirando un poco la flama, pro curando que no de directamente en la varilla el me tal base, hasta que empiece a ligar, dirija la fia ma un poco más directamente y siga agregando m a t e rial de aporte si es que este está ligando, con ti núe hasta completar la unión, tenga mucho cuidadoen no sobrecalentar la pieza, talle constantemente la varilla en el metal base y éste le indicará elgrado de temperatura y se fundirá antes de que furi_ da el metal base. 5.-

Deje

que se enfrie lentamente

svovwav svanionaisa 30 noiovhVd 3 ad

SECUENCIA DE SOLDADURA PARA PUENTE ESTRUCTURAL.

¡yfljœrrriaB p r ; ' *- ■ & •lw»í'.■ ••w¿« i rvTf« á «**»!***•• i m **»• •'r ! t-*' -11-?-:

-3ia i xsnawoD so oí i sod 3 a Nn 30 n o i o o m í s n o d vi 3a vi DN3no3S

. ;, ’ •••;; ■■¿¿Ti- ■ "-

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^ ¿ ^ 8í

TABLA

PRESIONES

Y CONSUMOS

PARA

SOLDAR

0X1 - A C E T I L E N O ESPESOR DEL METAL MILIMETROS

Hasta 0.80 De

1.59

PULGADAS

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Hasta 1 32 De -1.16

ACETILENO Y OXIGENO PRESION CONSUMO M3 H Kgs Cm2 CADA GA5 CADA GAS

201 202

Hasta

203

2.98

3.32

204

3.18

1 8

205

3.96

5 32

206

4.76

3 16

6.35

1 4

208

9.50

3 8

209

12.70

1 2

210

203 205 207 209

BROCAS LIMPIA DORAS TAMAÑO /

0.21

0.065

0.21

0.085

0.35

0.091

0.35

0 .122

0.35

0.170

0.35

0. 255

0.56

0.340

0.56

0.480

0.56

0.650

0.77

1.020

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j TABLA COMPARATI VA DE ELECTRODOS ELECTRODOS PARA RE VESTIM1LNT0 OU ROS : TIPO DE RE- CLASIFIC. VEST-IMIENTO AWS

PHILIPS

LINCOLN

AGA-SUTEC

JET HARD BU 90

SUCMtX 250

COMMON WEALTH (PH)

Pti CITODUR 350 PH 425

PH PH PH PH

E-Fe-Mn-B -

- E Fe-Mn-A E Fe-Cr-Al

550 625 6ÜC B 600 S

PH 650 DUROD ESPECIAL CITOMANGAN INDECIJO 570 PH 57b TUNGCROM

WEÁRWElD

5UTEC DUR 3

ABRASOWELD

TOOLWELD TOOLWELD MANGJET

SUTEC DUR SUTEC DUR SülLC DUR

SOLDADURA JTP TECNICAS

EUTECTIC

STOODV BU I UTP63 UTP72 EUTtCTROüí HEARCOTE 35- LD Li!’ B 2B HARTOP BRO- STOODY BU1 LD UP UETECTRODE 6800' UTP70 STOODY 21 UTP72 EUTECTRODE 12 6 HARCOTESTOODY 1027 UTP71 UTP67 8

SUTEC DUR HSS SUTEC DUR HSS CITOMANGAN

FACEWELD 1

SUTEC DUR 12 SUTEC DUR

FACEWELD 12

SUTEC DUR 48

C O

HARTUNG HARTUNG HARMOMANG A HARN1MANG

STOODY 6

UTP69

STOODY Ni Mn

TOLL TECTIC 6HSS EUTECTRODE 4 EUTECTONIUM 172

1001

ACETYLENE VOLCANCITO

VARILLAS PA RA DEPOSITAR CON SOPLETE TUBETUNG

TUBE

BORIUM

STOODY BOROD

ULTIMIUM

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DRIL-TEC 88

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TABLA COMPARATIVA DÉ* EL EC ELECTRODOS PARA SOLDAR BRONCE Y A l UMI^ÍO : TIPO DE CLASIFIC. PHILIPS. LINCOLN REVESTIMIENTO AWS BRONCE (7% DE ESTA ÑO)

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MARCAS!

DTP DTP No.34 UTP No.32

EUTETIC

UTP No.43

EUTETW.'DE 1850 EUTECTRODE 2101

HARCAST • UTP No.81 NICAST

EUTECTRODE 27

UTP No. 8

XYRON 2-25 XYRON 2-24

ELECTRODOS PARA SOLDAR HIERRO COLADO: iTEC ARC E St DEPOSITO NO LIMPIABLE DEPOSITO L[Mr !A5LE

PH 36 S

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PH 801

E Ni-Fe

PH 802

E Ni-Cu-B

FCRROWEL.: SOFTWELD

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DTP Ni., ñ

UTP No. 8 KO

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TUBERIAS Los tubos se construyen con materiales diversos, dependiera do del tipo de aplicación a que se le destine; asi por — ejemplo, tenemos tuberías de aceros para fluidos no corro sivos, de acero inoxidable para la industria alimenticia y para elementos corrosivos usados en la industria química. De acuerdo a sus dimensiones, los tubos se clasifican c on dos datos, uno es su diámetro interior y el otro es su cé dula, que en función del diámetro interior determina el es pesor de la pared del tubo. Por ejemplo, un tubo de 19 mm de diámetro interior, dula

y cé

40^ tendrá un espesor de pared de 2.9 mm y uno de cé

dula 80, tendrá un espesor de pared de 3.91 mm. Si el tubo es de tendrá un

50 mm de diámetro interior y cédula 40 -

espesor de pared de 3.9 mm y uno de cédula 80,-

tendrá un espesor de pared de 5.54 mm. Observe que un aumento en cédula, implica un aumento de

espesor en la pared. Así también para una misma cédula al incrementar el diáme tro interior, aumenta el espesor de la pared, aunque en -menor grado.

DIMENSIONES, ?ESO Y PRUEBA DE PRESION PARA TUBO STANDARD, CEDULA 40 JGN-B10 Y ASTM-A - 120, GRADO A y B DIAMETRO NOMINAL in. mm 3/8 10 •13 1 /2 3/4 19 25 1 1 1/4 32 1 1/2 38 ¿ 50 64 2 1 /2 3 76 7b *3 3 1/2 39 4 102 125 6 152

DIAMETRO EXTERIOR in. mm. .575 14.6 .735 18.6 .98 24.8 :. ¿5 31.8 . .54 39.2 1.68 45.4 2.27 57.8 2.99 74.4 3.42 " 87 3. 32 846 3.95 100.4 v. 500 114.3 5. 563 141.3 6.625 168.3

DIMENSIONES, PESO Y PRUEBA 10 Y ASTM-A-ltO, GRADO A y 3/8 10 675 17.1 13 0.349 21.3 1 /2 3/4 19 26.7 1.050 1 25 * :. :i'5 33.4 I 1/4 32 .->.o 42.2 1 1/2 38 1.-JilO 48.3 1 7~ ¿ 50 60.3 64 : .75 72.0 - 1/2 3 76 i-.500 88.9

ESPESOR DE PARED in. inn. 0.091 2.3 0.109 2.8 0.113 2.9 0. 133 3.4 0.140 3.6 0.145 3.7 0.154 3.9 0.202 5.2 0.216 5.5 0.170, 4.3 0.226 5.7 0.237 6.0 0.258 6 .6 0.280 7.1

PESO lb/ft 0.57 0.85 1.13 1.6 8

2.27 2.72 3.65 5.69 7.58 6.05 9.11 10.79 14.62 18.97

P-UEBA DE PRESION irado "A" Graoo “ B" ? 2 kg/ro kg/cm k9/qm" 0.8-38 49.22 49.22 ¿ 1.265 49.22 49.22 1 .6?,: 49.22 ■'-9.22 2.500 49.22 49.22 3.373 77.34 70.31 4.04 á 70,31 _ .77.34 . 5.43;: 70.31 77. 34 77.34 8 .61 ó 70.31 £■ 77.,34 11.280 70.31 77.34 9.000 70.31 13.557 -34.37 91 ,40 16.058 84.37 91 .40 21.757 34.37 91 40 91.40 28.230 34.37

DE PRESION PARA TUBO REFORZADO, CEDULA 80 DGN-BB 0 .12 o 3. 20 0.74 1 ._ . 39 5 59 0.147 3.63 1.09 1.5:2 59 5 59 0.154 3.91 1.47 59 59 5 59 0.159 4.55 2.17 3/2:9 5 0.151 4.85 3.00 4.4- ■ 1 1 ,. 0.200 5.08 3.63 :o5 117 0 .2 .M o.54 5.02 7.47.: ;35 112 112 .05 0 .2 ? ; 7 .01 7.66 1 1 .-■ - ’ 112 0.300 7.62 10.25 15.253 1..,J

APENDICE

A.-

CONSTITUCION DE ELECTRODOS. B.-

TABLAS DE CONSUMO DE SOLDADURA.

C.-

PROCESO MIG. 0.-

(DATOS A D I C O N A L E S )

PROCESOS DE SOLDADURA EN FRIOE.-

SOLDADURA CON PLASMAF.~

S OLD AD UR A DEL ORO V PLATA.

CONSTITUCION DE ELECTRODOS. PARA HIERROS DULCES: El alambre o núcleo es generalmente de acero al carbón c l a s i f i c a ción A ISI ¡010 que tien e un porcentaje de carbono en tre 0.05% y 0.15% para c a s i l a to ta lid a d de lo s electrodo s para aceros de ba^ j a a le a c ió n . Lo que le proporciona al depósito de la soldadura d ife re n te s c a r a c t e r í s t i c a s es el recu brim ie nto, teniéndose m íni mo 16 combinaciones y Compuestos d i s t i n t o s . En la página 284 seproporciona una tabla en donde se in d ic a n la s c a r a c t e r í s t i c a s — que ofrecen cada tipo de recubrim iento. PARA ACEROS ALEADOS. Los electrodo s para s o ld a r aceros aleados, tien e recubrim ientoss im i la r e s a los indicados para h ie rro s dulces e in c lu s o el núcleo es también s i m i l a r en cuanto a contenido de carbón, con la d i f e re n c ia de tener elementos de a l e a c ió n . Para c l a s i f i c a r a los - — ele ctro d o s de acuerdo a sus elementosde a l e a c ió n , l a AWS (página 282) a separado a éstos en los s ig u ie n te s grupos: ~Subfijo para los e le ctro dos AWSNo.

' Mo

ELEMENTOS DE ALEACION EN % Cr Ni Mn

(molibdeno)

(cromo,)

0.50

1.25

1.00

. 2.25

( n i k e l ) (manganeso)

2.50

3.50 0.15

(vanadio)

1 .00

0.35

0.30

1 .50

0.30

1 .75

0.20

0.30

0.50

1.00

0.10

Indicando para cada tipo de e le c t ro d o , el ^rupo al que c o r r a s — ponde, anotando e l s u b f i j o , después de su número de c l a s i f i c a ción correspo nd iente. Ejemplo. Un electrodo 8016-B2, según la s in d ic a c io n e s de la página 231,para l a s dos primeras c i f r a s es un electrodo con 80000 l i b r a s / in ‘ de r e s i s t e n c i a mínima a la tensión (5764 a 6327 Kg/cm^). El número 1 (o sea l a t e r c e r c i f r a ) , in d ic a que se pu,ede s o ld ar en todas p o s ic io n e s , y el 6 , según l a tabla de l a página 284 — ( f i l a £ x x l 6 ) , i n d i c a que tie n e un recubrimiento a base de flou r i t a y cal p o tá s ica y que es de bajo contenido de hidrógeno, — además que se puede a p l i c a r con c o r rie n te a lt e r n a ( C . A .) y co r r ie n t e d i r e c t a con po la rid ad i n v e r t id a (C.D. P . I . ) , que tie n e una penetración y e s c o r i a sobre el depósito moderadas con excel e t e sanidad del metal depositado y regula» p resentació n. El -s u b f ij o B2 in d ic a que contiene 0.50% de molibdeno y 1.25% de - cromo. Como pueoe a p r e c ia r s e en el ejemplo a n t e r i o r , s i se t r a t a r a de un ele ctro d o que no t u v i e r a elementos de aleación, simplementese omite el s u b f i j o y se siguen exactamente la s mismas i n d i c a ciones p í ' d . í u c a l s i f i c a c í ó n . A continuación se presenta una l i s t a de electrodos más comercia l e s , según la AWS, indicando la s propiedades mas s o b re s a lie n te s ' : V Ü0S DULCES E6010.-

E4510.-.

O aT q uier po sic^ n ' . ( I n v e r ti da.í s-c> penetran te. o r i a . - muy i>• e x i s t e n c i a a la tensión 4600 Kc

: ..a lq u ie r posició"' L . C. ( Di re c t i ) Arco poco penetr¿:: le Escoria.- muy poca [Resistencia a la tensión 3515 Cj/ f

E6011 .- C ualqu ier posición C.A. o C.C . ( I n v e r t i d a ) Arco de r e g u la r penetración E s c o r i a . - muy delgada 0 R e s is t e n c ia a la tensión 4603 Kg/cm

325 E6012.- Cualquier posición CA o C.C. (D ir e c t a ) Arco. Poco penetrante E s c o r i a . - Regular 2 R e s is t e n c ia a la tensión 5060 Kg/cm E6013.- C ualquier po sición CA o C.C. (D ire c t a ó I n d ir e c t a ) A rc o .- Poco penetrante E s c o r i a . - Regular 2 R e s is t e n c ia a l a tensió n 4600 Kg/cm NOTA.- Los electrodos 6010, 6011 , 6012, y 6013 son recomendados para f a b r ic a c ió n de e s tr u c t u r a l i g e r a en g e n e ra l. ELECTRODOS PARA SOLDADURA DE ESTRUCTURAS DE ACEROS DE ALTA RESIS TENCIA A LA TENSION. E7010

C ualqu ier posición C.C . ( I n v e r t id a ) A rc o .- Penetrante E s c o r i a . - muy poca 2 R e s is t e n c ia a la tensión 49?ü Kg/cm

L / 0 1 3 .- C ualqu ie r posición CA o C .C . (D ire c t a Ó I n v e r t id a ) A rco .- Poco r e s i s t e n t e E s c o r i a . - Regular 2 R e s is t e n c ia a l a te n s ió n : 470 Kg/cm '''¡14.- Cualquier sosición CA ó C.C. ; Di re c t a - ó In d m * ;:ta ) A rc o .- Scave, de re g u la r penetración E s c o r i a . - Regular „ Resistenc-^ a la tensió n: 4:.7ü Kg/cm f "¡15.

-C u a lq u ier Posición CA ó C.C. ( I r i v e r t i d a } A rc o .- Suave de re g u la r penetración E s c o r i a . - Regular. , R e s is t e n c ia a ia te n s ió n : 4570 Kg/cm1'

E7018 . - C ualqu ie r posición CA ó C.C. ( I n v e r t id a ) A r c o .- Suave de r e g u la r penetración E s c o r i a . - Regular ^ R e s is t e n c ia a la te n s ió n : 5273 Kg/cm“

326 NOTA.- Los e le ctro d o s 7010, 7013, 7014, 7016 y 7018 son reco mendados para soldadura de aceros de a l t a r e s i s t e n c i a a l a ten s ió n y ba ja a l e a c ió n , es aceptable también en Aceros al Carbono y Molibdeno. CALCULO DE CONSUMO DE SOLDADURA DE ELECTRODOS REVESTIDOS PARA ACEROS. En l a s t a b la s que se muestran a c o n tin u a c ió n , se muestran 3 t i pos fundamentales de unión que son muy usados en f a b r ic a c io n e s a base de h ie r r o y a c e ro , como e s t r u c t u r a s , tanques, e t c . , en los c u a le s se consumen grandes cantidades de soldadura. Para ca da tipo de es ta s uniones se dan v a r ia n t e s de cincho de cordón,separación de p lac a s y espesor de p la c a ; para cada caso se indi ca el consumo de e le ctro d o s en kilogramos por metro de longitud soldado. Un ejemplo s e n c i l l o de como usar l a t a b l a , es el s ig u ie n t e : Se unen dos placas solo lad o , dejando también de 3 .2 mm; l a r los kilogramos

de 25 mm de espesor biselad o s a 60° por un una r a i z de 3.2 mm de a lt u r a y separación — la long itud del cordón es de 1.22-m. c a lc u de e le ctro d o s 7018 consumidos.

SOLUCION. En la ta b la para unión de placas b is e la d a s a 6 0 °, se encuentraen la columna de espesores hasta en co n trar 25 mu, seguimos en l a f i l a hasta c ru za r con l a columna correspondiente al e l e c t r o do 7018,s y se ap re c ia que se consume 4 .3 8 kilogramos por metro, entonces los kilogramos consumidos s e rá n ; 1.22 m x 4 .3 8 Kg/m - 5.34 kg. Kilogramos consumidos = 5 .3 4 . En l a te rc e ra colimna, pueden a p r e c ia r s e lo s kilogramos de me ta l de p o sitados, s i se comparan ésto s con lo s datos de k ilo g r a mos de electrodo s consumidos, se a p r e c ia r á que el m aterial depo sitad o representa un 65% aproximadamente para electrodos tipo E60xx, y el 74% para e le ctro d o s tipo E7018, esto es debido al desp erd icio que se tie n e por c o l i l l a s , chisporroteo y l a partede revestim iento que forma l a e s c o r i a .

TABLA

CONSUMO

SOLDADURA

PROCESO MIG. Un esquema de las a continuación.

partes que componen el equipo MIG, se muestra

Tipos de tra n s f e r e n c ia del m e t a l.- E x i s t e i f t r . e s tipos de tra n s fe r e n c ia de-1 nieta 1 de aporte al metal base, esto se r e f i e r e a la forma en como se deposita el metal de aporte en e l metal ba s e . Estos tipos son los s ig u i e n t e s : 1 .- T ra n sfe re n c ia por r o c í o . - El metal cae en forma de pequeñas gotas al través del arco, este tipo de t r a n s f e r e n c ia gene-ralmente se a p lic a con a lt o s v o l t a j e s y a 1 ; ns c o r r i e n t e s .

Los v o lt a je s promedio usados en este proceso, v a ría n entre25 y 35 v o l t s . 2 . - T ran sfe re n c ia por c o r t o c i r c u i t o . - Es cuando el paso del me tal se efectúa hasta que hace contacto el alambre con el me t a l base o sea cuando está en c o r t o c i r c u i t o . El v o l t a j e y amperaje son. generalmente b a jo s . Las usadas en este proceso son de p o te n c ial constante mitador de c o rrie n te para e v i t a r que esta sea muy el momento del c o r t o c i r c u i t o . El v o l t a j e v a r í a de

máquinascon un li_ grande en 15 a 22 -

v o l t s . La t r a n s f e r e n c i a se e fe c tú a de la s ig u ie n te forma.

En l a f ig u ra a n t e r i o r , se muestra el c i c l o desde e l c o rto c i r c u i t o al i n i c i a r en A, hasta cuando vuelve a b a ja r la go ta de metal para formar el s ig u ie n t e c o r t o c ir c u i t o en E. 3 .- T ra n s f e re n c ia G lo b u la r .- En este caso el metal v i a j a en fo r ma de gotas grandes, llamadas g ló b u lo s, hacia el metal dase. T ra b a jo

Gases usados en e l proceso

Mlfi.

El gas más usado en e s te proceso, es el CG9 , ya que lo hace muy económicQ, sobretodo en soldaduras de aceros. También pueden — usarse mezclas de CCL - argón, argón - oxígeno, h e lio - oxígeno, h e lio - argón - oxígeno y o t r o s . Como puede a p r e c i a r s e , en este proceso no puede emplearse a r . •. puro, l a razón es porque e! argón produce e r • nam ientos muy -hi pidos ocasionando que e l metal depositado nc -íe extienda por;.,-no le da tiempo para e l l o , yero s i e l argón, mezcla con y 5 % de oxígeno, se puede obtener una soldadura con la expansións u fic ie n te .

El uso de argón puro, tien e a p li c a c i ó n en el proceso MIG para los metales no fe rr o s o s (a lu m in io , cobre y magnesio).

PROCESOS DE SOLDADURA EN FRIO. Los procesos de soldadura en f r í o son aquellos en los que el me ta l base s e , c a l i e n t a a una temperatura muy i n f e r i o r , a l a u t i l i zada para la s soldaduras llamadas a ba ja temperatura o soldadura por adherencia (página 1 04 ), de t a l manera que esta temperaturanú l l e g a a a f e c t a r en lo más mínimo las c a r a c t e r í s t i c a s f í s i c a s del metal base, evitándose al mismo tiempo la s deformaciones por ai l a l a c i ó n y con tracció n que son causadas por los procesos de a]_ tas temperaturas. E x iste n v a rio s procesos que son considerados como soldaduras en f r í o , ta le s como l a soldadura por p r e s ió n , rociado con flama y a p lic a c ió n de productos quím icos. Estos últimos básicamente sonu t i l i z a d o s para s e l l a r r e c ip ie n t e s que contienen líq u id o s (de la mina delgada generalmente engargolada toda o remachada). De estos procesos, el de mayor importancia es e l de rociado con flama por lo tanto lo describiremos a c o n tin u a c ió n : PROCESO DE SOLDADURA EN FRIO DE ROCIADO CON FLAMA. Este proceso ha sido introducido a México por l a compañía EUTECTIC con e l nombre de proceso R0T0TEC. Su a p li c a c i ó n fundamental es !j¡ revestim iento de m e tale s , ya sea para recuperación de pie’ is desgastadas o para c o r r e g i r defectos en maquinaciones de piezas que por su forma no admiten calentamientos excesivos porel p e lig ro que representan l a s deformaciones por d i l a t a c i ó n con t r a c c i ó n . También tie n e a p lic a c ió n para recubrimientos duros y encuentra su mayor a p lic a c ió n en recubrimientos de eje s que re — quieren a l t a r e s i s t e n c i a al desgaste por f r i c c i ó n . Su a p lic a c ió n se l im it a a PIEZAS DE FORMA CILINL)f’ TCA. que puedan s e r montadaseii un torno, ésto por la s c a r a c t e r í s t i c a s y té cn ica d? a p l i c a — c iñ a que explicaremos a con tinuació n. £¡r:;>ezaremos por l a d e sc rip c ió n del '-quipo y a c c e s o r i o s que compo nen tí proceso (Datos tomados del ■manual de información del In s t itu to E u te ctic C a s t o lin ). 1.- Juego de c i l i n d r o s , de oxígeno y a c e t ile n o s i m i l a r a los con vencionales usados para soldadura o x i a c e t i l é n i c a , equipados con mangueras de 3/16" y sus re s p e c tiv o s reguladores de -presión. 2 . - P is t o l a 3 .- Torno 4 . - Herramienta con a f il a d o a 90° para maquinado 5 .- Esmeril o aditamentos de esm erilado.

MATERIALES FUNDAMENTALMENTE USADOS. Solución para proteger la s áreas que no se pretenden r e v e s t i r — (RÜTOTEC No. 103) A leación en polvo de base (EXOTEC 29904). METODO DE APLICACION: TEMPERATURA.- El metal base debe c a le n ta rs e a una temperatura -~ máxima de 260°C o sea que no debe a p re c ia rse decoloración alguna. POSICION Y CONDICIONES DEL METAL BASE. El ,proceso alcanza su máxima e f i c i e n c i a en piezas c i l i n d r i c a s , que puedan montarse en un torno y g i r a r s e a velocidades adecua das; Sin embargo, también puede a p li c a r s e en s u p e r f i c ie s planas, pero para este caso e x i s t e otro proceso que explicaremos poste rio rm en te). Se t r a t a de que el área que se pretende r e c u b r i r , -sea de forma c i l i n d r i c a de ta l manera que se aplique e l r e v e s t i miento cuando la p ieza e s tá girando en el torno. Como puede apre c i a r s e , el método r e s u l t a p rá c tic o para l a reparación de e j e s , muñones, r o d i l l o s y c o j in e t e s y en general todo tipo de piezas que sufran desgastes c i l i n d r i c o s . SELECCION DE LA ALEACION ADECUADA. CU'Vü ya se mencionó, todas las a p lic a c io n e s deben.tener un reves t i Miento de base (E\0TEC 29904), p jr a la s e le c c ió n del r e v e s t i miento f i n a l se recomienda lo s ig u ie n t e : Para usos generales que requieran r e s i s t e n c i a al desgaste y que sean mafluinables, la a le a c ió n R0F0TEC 19985. Para s u p e r f i c ie s que requien mayor dureza, R0T0TEC 19910. Esta a le a c ió n proporciona un depósito no maquinable, por lo tanto es: ncir.-'sario contar con equipo esmeril ador.• P.ira s u p e r f ic ie s t* i las que no es tan importante al íesgas te por f r i c c i ó n , R0T0TEC 19350.

I j

resiste n cia-

■ iJENCIA OPERATIVA PARA SU APLICACION. LIMPIEZA DEL METAL BASE.- La s u p e r f i c i e del metal base debe e s tar; escrupulosamente lim p ia , l i b r e de g r a s a s , óxidos (contamina ciones en g e n e ra l], hojeaduras y completamente seca. Los métodos de lim p ieza pueden s e r.c o n v e n c io n a le s , usados para soldaduras a bajas temperaturas con o x ia c e t ile n o escrupulosamen te ap licad as o s e a , la grasa puede e lim in a rs e con te tr a c lo r u r o de,carbón o c u a lq u ie r solven te lim p ia d o r, el área debe s e r c e p i lla d a hasta que quede completamente s e ta . Cuando se tr a ta de hie rros fundidos y en general m a te ria le s porosos, es recomendable *c a l e n t a r la p ie za,de ta l forma que la grasa se queme y s alg a de

333 dichos poros, posteriormente se procede a c e p i l l a r y lim p ia r l a su p e rfic ie . ' PROTECCION DEL T O R N O . - Es necesario proteger l a bancada del tor no con una lámina metal ica o de asbesto para e v i t a r que el polvo que por accidente o por las condiciones de tra b a jó cae, no se — impregne en e l l a , s i no se tiene l a s u f i c i e n t e p r á c t i c a , es r e comendable c u b r ir buena parte de l a bancada debajo de l a parte que se re c u b rirá ' Como ya se mencionó, el recubrimiento sólo se e fe c tu a r á si el — área está perfectamente lim p ia , ésto permite c u b r ir la s partes expuestas del torno al rociado , con un a c e it e p ro te cto r (EUTECTO MASK).

MONTAJE EN EL TORNO.- Preferentemente debe hacerse e n tie centros y el área que se va a r e c u b r i r , sea a c c e s i b l e totalmente, i n c l u so para el maquinado subsecuente. VELOCIDAD.- A continuación se muestra una tabla con la s velocida^ des en R.P.M. recomendadas para un diárne’ ro de la sección que se va a r e c u b r i r . DI/’-METRO DE LA SECCION' DEL AREA DESGASTADA pulgadas

VE' 0CIDAD DE GIRO RECOMENDADA R.P.M

Menor de 1 1/2

250

de .1 1/2 a 3"

150

a 10"

PROTECCION DE LAS A- -.AS QUE NO SERA:. ; : VESTIDAS. La parte adyacente a la s u p e r f i c i e desgastada puede protegerse mediante una pasta ( E u-.-ctic No. 103), que Se a p l i c a con brocha y es aconsejable a p l i c a r l o hasta 12 mm de d i s t a n c i a del borde -hasta donde l le g a el desgaste, la a p li c a c i ó n se puede efe c tu a r cuando l a pieza e s tá girando y es necesario e s p e ra r a que sequeto'talmente antes de i n i c i a r el recubrim iento. MAQUINADO DEL AREA DESGASTADA.- El área desgastada debe maquinar se hasta una profundidad'mínima de 0.030" para- metales fe rro so s, y 0 .0 6 0 “ para no f e r r o s o s , dejando un ángulo de 45° en los hom bros como se muestra en la fig u ra de l a página s ig u i e n t e .

MAQUINADO DEL AREA DESGASTADA ENCENDIDO Y AJUSTE DE FLAMA. El encendido se e fe c tú a de forma s i m i l a r al proceso oxiacetilén i^ co y l a flama que se usa es ligeramente carb urante. Las p r e s io nes son l a s s i g u i e n t e s : Para a c e t ile n o 4

5 L ib ra s

Para oxígeno

10 L ib ra s

APLICACION DEL RECUBRIMIENTO. El método c o n s is t e en l a a p lic a c ió n de polvo fino metálico en l a t r a y e c t o r i a de la flam a, e'í cual al v i a j a r en e l l a , se funde y cáe c a s i en forma l í q u i d a en el metal base, por lo tanto es nece^ s a r io c o lo c a r el depósito de polvo sobre el s o p lete para que é s te caiga por gravedad y se in te g re a la flama como se muestra en l a f ig u r a s ig u i e n t e :

SOLDADURA

CON PLASMA.

Se le llama plasma, al gas que bajo l a i n f l u e n c i a de un arco e lé c t r i c o (o una carga e l é c t r i c a ) , se i o n i z a , formándose por lo tanto una masa de p a r t íc u la s cargadas e l é c t r ic a m e n t e , produciéndose en e l l a los mismos fenómenos de l a c o r r i e n t e e l é c t r i c a , como son: -l u z y c a l o r . Este fenómeno es aprovechado para soldadura y cortede m etales, de la s ig u ie n te forma: Se e sta b le c e un arco e l é c t r i c o en tre un electrodo hecho a base de tungsteno y el metal base. Se a p li c a un potencial de' arco ( v o l t a j e ] necesario para i o n i z a r el gas ap licad o (mas adelante se i n d i can lo s potenciales de io n iz a c ió n de algunos g a s e s ). El gas:que sé i o n i z a r á , se a p li c a envolviendo al e le ctro d o y d i r i g i d o haciael metal base. La v e n ta ja que se obtiene sobre el proceso que mas se le parece, e l T IG , es que el c a lo r producido por el plasma, es casi igual al producido por el arco e l é c t r i c o , o sea que se dupli ca e l c a l o r , y como el f l u j o de gas (o plasma), puede s e r perfec tamente controlado, se pueden lo g ra r uniones sumamente e s tre c h a s y de mucha penetración. El equipo para, soldadura con plasma, se compone de l a s s ig u ie n te s p a rte s.

PARTES QUE COMPONEN EL EQUIPO DE SOLDADURA PLASMA

\ 336 GASES. Contó ya se i n d i c ó , e x i s t e n dos al i sentadores de gase:>. Uno paraproteger y el otro para i o n i z a r s e . El gas p ro te cto r puede s e r argón o una mezcla de argón con h e lio o úe argón con hidrógeno. Este se a p l i c a envolviendo a l a colum na formada por el arco e l é c t r i c o y el plasma como se muestra en l a fig u ra s ig u i e n t e .

GAS PARA IONIZAR GAS PROTECTOR

✓ COLUMNA DEL ARCO ELECTRICO

y COLUMNA DE GAS PLASMA COLUMNA DE GAS PRUTLCi~K

En la fig u r a se muestra un c o rte de una antorcha para soldaduracon plasma. En e l l a puede a p r e c ia r s e cómo el gas ionizado ( p l a s ma), se d irsige en forma de columna h acia el metal base. Esto selogra-por l a forma de 1 a b o q u illa que lo d i r i g e . El a.is para 1 0 m za puede s e r argón o mezcla de argón con hidrógeno o h e l i o . Para a mayoría de Tos metales puede usarse argón, ü p o t e n c ia l de i iz a c ió n del argón es de 15.7 vo lts (el v o lt a je K* i o n i z a — ci ■define como e l n e cesario para remover un e l e : r r ó n del — á tG ir.o oel gas y c o n v e r t i r l o en un i ó n , o sea un átomo co n cargapos . ■. d I . El i ■lio tien e un v o l t a j e de i o n iz a c ió n de 24.5 v o lt ; - - M ic a mezclado con el argón.

y en plas-

LOS

iios de gas para soldadura de plasma, son los s ig u ie n te s : •aAS PLASMA PROTECTOR

PIES CUBICOS POR HORA DE 0 .5

ENFRIAMIENTO CON AGUA.- Para e v i t a r que se sobre calie nte n ele ctro d o y la s partes que componen la antorcha, a travo . el l a s , e x i s t e n venas por donde flu y e agua f r i a .

337 FUENTE DE PODER.- La fuente de poder de una máquina de c o r rie n te d i r e c t a , con l a s c a r a c t e r í s t i c a s ne c e s a ria s para mantener un po t e n c ia l constante en el arco e l é c t r i c o . CONSOLA DE CONTROL.- En la consola de c o n t r o l, se concentran los mecanismos para Controlar todos los elementos del equipo, como son: Gases, agua y c o rrie n te e l é c t r i c a . ELECTRODOS.- Los electrodos pueden s e r de tungsteno puro o de -aleacio nes de tungsteno con to rio ó c i r c o n i o . El tungsteno purose recomienda para a p lic ac io n es g e n e ra le s . El tungsteno con 1% de c i r c o n i o , tienen mejores c a r a c t e r í s t i c a s en cuanto r e s i s t e n c i a al c a l o r . El tungsteno con 1% de t o r i o , también tie n e mayorr e s i s t e n c i a siendo el electrodo mas durab le. El tungsteno con 2% de t o r i o , lógicamente tiene la s mismas c a r a c t e r í s t i c a s s ó lc que en mayor grado. ANTORCHA.- La antorcha es la parte más importante del equipo, a e l l a lle g a n los elementos mencionados anteriorm ente, como agua,gases y c o r r ie n t e p o s itiv a y n e g a tiv a , ésto se debe a que a! -i n r c i a r el a r c o , éste se e s ta b lec e en tre la punta del e le ctro d o , el cual es alimentado con c o rr ie n te n e g a tiv a , y el extremo ■ i«'- la b o q u illa »‘o. se muestra en l a f i g u r a .

/ d & C O /-'/¿o/'ó Este arco ■ >', momentáneo, y se le llama arco p i l o t o , s i r v e para que e l operador con l a c a re ta .puesta, l o c a l i c e perfectamente l a po sición de l a antorcha y empiece a c a le n ta rs e el gas y a i o n i z a r s e , posteriormente mediante el i n t e r r u p t o r , se efectú a el cam bio de c o r r ie n t e hacia e l 1 metal base. Este in t e r r u p t o r puede ser de mano o ds pie y el operador lo opera cuando considera necesa r i o empezar la soldadura.

338 P R O C E S O EUTAL.LOY.

E x is t e otro proceso de soldadura s i m i l a r al ROTOTEC, pero este tie n e a p li c a c i ó n para piezas p la n a s , es d is t r ib u i d o en México, por l a misma compañía con el nombre de EUTALLOY y c o n siste en un soplete s i m i l a r al usado para soldadura o x i a c e t i l é n i c a , sólo que éste tiene la alim entación de polvo (que es el que forma el mate.* r i a l depositado) dentro del mismo s o p l e t e , o sea que el gas v i a j a a través de l a b o q u i l l a , ya mezclado con e l polvo de ta l f o r ma que al s a l i r él polvo a la zona de l a flama, é s te se funde y sigue la d i r e c c i ó n de l a flam a, e l polvo se funde y se impregna-, en el metal b a se , el cual debe s e r previamente calentado. Con este proceso pueden hacerse a p lic a c io n e s muy fin a s y u n if o r mes con espesores desde 0.076 hasta 3.18 mm. El equipo u t i l i z a d o en es te procedo es. el mismo que el usado en o x i a c e t i l e n o en lo que se r e f i e r e a c i l i n d r o s , mangueras y regu ladores de p re s ió n , lo que cambia es el s o p le t e , el cual cuentacon un d i s p o s i t i v o para a lim e n ta r de polvo, controlado con una v á lv u la que es operada con una pala nca. Se fa b ric a n tre s tipos de b o q u illa s para la s cuales se recomien dan la s presiones s ig u i e n t e s : B o q u illa No. 45 y 48

B o q u illa No^. o3

oxígeno

1 .7 5-2 .1 Kg/cm

a c e t ile n o

0 .2 8 -0 .3 5 kg/cm^

oxígeno

1 .9 5-1 .2 6 Kg/cm

a c e t ile n o

0 .1 4 -0 .2 1 Kg/cmc

Las aleacio nes de polvo que fa b ric a n tienen una gran v a r i é - dad de a p lic a c io n e s e n tre las que se destacan la s s ig u ie n t e s : Boro Tec 10009.- Aleación a base de n íq u e l. A lta r e s i s t e n c i a al desgaste por f r i c c i ó n de metal a m etal, puede a p li c a r s e en ace-.-, r o s , h ie rr o s fu ndidos, aceros in oxidab les y aleaciones de níquel. G r i t A llo y 1001.- A le ació n a base de n íq u e l, con p a r t í c u l a s de carburo de tungsteno. Proporciona depósitos duros y ásperos, pue de a p l i c a r s e en a c e r o s , h ie r r o s fundidos^ aceros in o x id a b le s , n i que! y en algunos tipos de cob res. Cobal Tec 1009.- Aleación a base de co b alto . Al ta r e s i s t e n c i a a la c o rr o s ió n , compresión y o x id a c ió n . R e s is t e n c ia al c a l o r y a cambios bruscos de temperatura. Es de acabado f i n o . Se puede — a p l i c a r en a c e ro s , aceros i n o x id a b le s , alea cio n es de níquel y -h ie r r o s fu ndidos.

339

E x is t e n por lo menos otros 6 tipos de a l e a c io n e s , ésta s son sur tid a s en f ra s q u ito s de p l á s t i c o , lo s cuales directamente se co nectan en el s o p le t e . El soplete u t i l i z a d o es el s ig u i e n t e .

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SOLDADURA

DEL ORO.

La soldadura del oro puede e fe c tu a r s e medíante muchos procesos, pero el mas usado, sobretodo por los jo y e r o s , es con aleació n de plomo y esta ñ o , es un proceso de estañado, la soldadura se l le v a a cabo de la s ig u ie n t e manera: Se limpian perfectamente l a s zonas de contacto, hasta obtener — una s u p e r f i c i e b r i l l a n t e , se a p lic a fundente, el cual puede s e r bórax, se empieza a a p l i c a r c a l o r hasta lo g ra r que el fundentese lig u e perfectamente, se l e a p lic a estaño y se sigue a p lic a n do c a lo r hasta que el estaño se adhiere a l a s u p e r f i c i e . Esto se hace en ambas s u p e r f i c i e s de c o n tac to , una vez estañadas am bas s u p e r f i c i e s , éstas se unen perfectamente y se a p lic a c a lo r hasta que quedan soldadas por medio del estaño, de esta manerase logra que el G r o no se s o b re c a lie n te y no cambie de c o lo r en la zona afectada por el c a l o r , lo que r e s u l t a de gran importan c ia en este tip o de m etales. SOLDADURA DE LA PLATA. La soldadura se puede e f e c t u a r también con el proceso de estaña do, u t il i z a n d o el mismo procedimiento mencionado para el oro, pero para s o ld a r p lata con p l a t a , r e s u l t a ventajoso e'i procesoTIG, con gas argón, e l método de a p li c a c i ó n requiere i as reco mendaciones normales del proceso, t a le s como: limpieza del me ta 1 base, e t c . El iretal de^ aporte u t il i z a d o puede s e r plata o aleacio nes de — p lata y cobre, según Id uniformidad de metal que se desee.

'1. LIBROS.

1.1 The Procedure Handbook Of Arc Welding - The Lincoln Electric Company 1.2 Tecnología de la Soldadura Eléctrica por Arco Editorial Reverte Autor H. Koch. 1.3 Las Soldaduras Editorial Urmo Autor D. Séférian 1.4 Basic Oxyacetyleno Welding Editorial Delmar Publishers, Inc. Autores Ivan Griffin y Edward M. Roden 1.5 Basic Electric Welding Editorial Delmar Publishers, Inc. Autores Ivan Griffin y Edward M. Roden 1.6 Soldadura y Corte con Soplete Tomo I Soldadura Eléctrica Tomo II Editorial. Gustavo Gil i S.A. Barcelona Autor D. Schimpke y H.A, Horn. 1.7 Nuevas Lecciones de Soldadura por Arco - The Lincoln Electric Company 1.8 Soldadura y Metalurgia. Editorial CECSA Autor Guillermo Fernández Flores 1.9 Soldadura Editorial Me. Graw Hill Autor James A. Pender. 1.10 Diagramas Eléctricos. Editorial LP . Autor Ing. Héctor Pacheco Valencia. 1.11 Principios de Corriente Eléctrica. Editorial Trillas Autor Ing. Héctor Pacheco Valencia. 1.12 Tecnología Aplicada en la Capacitación de la Máqu ñas Herramientas. — — Editorial l-P . AutorestCarlos Almonte y Macario González.

1.1-3 Electrosoldadura ^ .Editorial Représentaciones y S e r v i c i o s d e Tn<}enieria Autor A. Ruiz Mijares. . 2.' CODIGOS. 2.1 A.M.S.' A5.0-71 f Filler Metal Compurison Chart's Americari Welding Society.

’

2.2 Code" For Welding in Building Construction American Welding Society. 3. MANUALES 3.1 Welding Manual United.States Departament of The Interior Bureau of Reclamation. 3.2 Teachers Manual Arc Welding Instructions for The ---Beginrier. v The James F. Lincoln Arc Welding Fundation 4. CATALOGOS 4.1 AGA de"México,S.A. \ 4/2 Eutectic Mex icana,S.A. 4.3 Industrias

Franco,S.A.

1.4 The Lincoln Electric Company. 1.5 Hobart Brothers Company 1.6 Union Carbide International Company 4.7 National Cylinder Gas.

•*

4.8 Sell strom Safeguards. 5. BOLETINES DE INFORMACION TECNICA ‘ 5.1 Boletines Técnicos de Inspección Técnica de Soldadura, S.A,'-